Design of heterogeneous glass structure to reduce stress concentration at crack tip to enhance toughness

Planned Research

Project Area	Design engineering for outstanding materials with controlled soft-stiff heterogeneity
Project/Area Number	24H00845
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	篠崎健二国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10723489)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥47,320,000 (Direct Cost: ¥36,400,000、Indirect Cost: ¥10,920,000) Fiscal Year 2025: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000) Fiscal Year 2024: ¥19,760,000 (Direct Cost: ¥15,200,000、Indirect Cost: ¥4,560,000)
Keywords	超越材料 / 不均質構造材料 / ガラス / ナノ力学 / ナノ構造
Outline of Research at the Start	ガラスは典型的な脆性材料である。微構造を形成しても最も脆い経路で破壊するので、できるだけ欠点なく均質に作るか、き裂の経路が極端に大きくなるような針状結晶等の分散が研究されてきた。本研究では、従来アプローチとは一線を画し、ナノスケールで硬く強いガラス相に柔らかい相の不均質を導入することで強靭ガラスを実現する。特に、申請研究では、(1) 不均質構造の破壊過程観察、(2) 系統的に物性や不均質構造のサイズを変えた材料の力学特性評価を行う。得られた知見を総括班とともにモデル化し、次の材料合成にフィードバックを繰り返しながら、脆性材料のき裂先端における材料学理を構築する。