相対密度100％の焼結体を実現させた秀逸な論文がある。不完全緻密化の仮説を検証で明らかにしている。「相対密度が100％になれない仮説」と「２つの検証実験」を簡潔にまとめておく。カーボニル鉄粉CIPを使った研究論文。
《相対密度が100％になれない仮説》CとOの還元反応で生成するCOガスが気泡として残るから。
《検証１》COガスの素である「C」を初めから少ない粉末を使う。実験ではCが0.00059%のCIPで1400℃焼結体の相対密度が100％になっている。
《検証２》COガスの素である「O」がCと反応するより早く別の酸化物をつくらせる目的で微量の「活性金属」を添加する。実験では、Al,Nb,Ti,Vを各4％添加することで各４種類の相対密度が100％になっている。
【珈琲ブレイク】焼結密度100％を徹底的に追及したこの研究に脱帽です。CIPは水素還元処理した低炭素の粉末を使えということでしょう。ふたつめの活性金属を添加するアイデアだと結晶粒径がさらに小さくなるというオマケまで付いています。とくにＮｂ添加材は強度も最強になるように感じます。CIP基とする調合合金のSCM鋼やSNCM鋼などの高密度・高強度化へ展開できそうですね。
文献：林宏爾、林台煥 ”射出成形用カーボニル鉄微粉の真空中焼結における不完全緻密化とその原因” 日本金属学会誌 第54巻 第2号（1990）224-230 （D1825）