• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

超大変形能力を持つ耐熱ナノ積層セラミックスコーティングの実現手法

Research Project

Project/Area Number 17656230
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

田中 義久  National Institute for Materials Science, コーティング・複合材料センター, 主幹研究員 (60343844)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 亀井 雅之  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主幹研究員 (90266916)
D. Arcan  若手国際研究拠点, 研究員
Project Period (FY) 2005 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Keywordsセラミックス / ナノ積層構造 / 大変形
Research Abstract

高速デュアル反応性マグネトロンスパッタリング法により、サファイア単結晶基板上にAl_2o_3とTio_2をそれぞれ交互に10〜20層、層厚を65〜70nmの周期積層構造を持つナノ積層セラミックス/セラミックス複合材料を作製することに成功した。当該年度においては、マイクロ硬さ試験機に取り付けた球状圧子を用いて、圧痕深さがサファイヤ基板上に積層した複合材料のトータル厚さの約35%まで変形するような荷重を選択し室温で押し込み試験を行った。また透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて圧痕直下を詳細に観察しその変形メカニズムを調べた。押し込み試験後の圧痕周辺を詳細に観察した結果、セラミックス材料で生じるような明瞭なき裂は認められず、金属材料と同様な塑性変形挙動が認められた。圧痕部をTEMで観察した結果、この変形メカニズムは、積層方向に配勾したナノ柱状晶ごとの結晶粒間に発生するナノせん断滑り変形挙動と各層間に発生するせん断滑り変形との相互作用により、ナノ結晶粒が回転と再配向を繰り返しながら大きな変形を生じたものと考えられた。本コーティング手法を用いてコーティング層自体に、硬さと変形による軟らかさを両立する耐熱ナノ積層セラミックスコーティングへの指針を見出すことが出来たと考えられる。
本研究成果の一部は、朝日新聞(平成19年6月11日付)に「へこむセラミックス」との記事で掲載された(物質・材料研究機構と東京大学先端科学技術研究センターとの共同研究)。

Report

(3 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Variation of mechanical properties of TiO2 during Li insertion2007

    • Author(s)
      H. Lindstrom, Arcan Dericioglu, M. Kamei, Y. Kagawa
    • Journal Title

      Electrochemical and Solid State Letters 10

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface nano-deformation behavior in particle-reinforced Al composite2007

    • Author(s)
      Y. Tanaka, Yu-Fu Liu, Y. Kagawa
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Pages: 667-670

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface nanodeformation of discontinuously reinforced Ti composite by in situ atomic force microscope observation2007

    • Author(s)
      Y. Tanaka, J.-M. Yang, Y.-F. Liu, Y. Kagawa
    • Journal Title

      Journal of Materials Research 22

      Pages: 3098-3106

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of nanoscale deformation in a discontinuously reinforced titanium composite using AFM and nanolithography2007

    • Author(s)
      Y. Tanaka, J.-M. Yang, Y.-F. Liu, Y. Kagawa
    • Journal Title

      Scripta Materialia 56

      Pages: 209-212

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of nanoscale deformation in a discontinuously reinforced titanium composite using AFM and nanolithography2007

    • Author(s)
      Y.Tanaka, J.M.Yang, Y.F.Liu, Y.Kagawa
    • Journal Title

      Scripta Materialia 56(3)

      Pages: 209-209

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of alumina/polyimide multi-layered material by sputtering and vapor deposition polymerization2006

    • Author(s)
      T.Naganuma, H.Kakisawa, D.F.Arcan, Y.Kagawa
    • Journal Title

      Journal of the Ceramic Society of Japan 114

      Pages: 713-713

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Crystallized TiO2 film growth on unheated substrates by pulse-powered magnetron sputtering2006

    • Author(s)
      M.Kamei, T.Ishigaki
    • Journal Title

      Thin Solid Films 515(2)

      Pages: 627-627

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Improvement of Fracture Resistance in a Glass Matrix Optomechanical Composite by Minicomposite Unit Bridging2005

    • Author(s)
      D.Arcan, Kagawa Y
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A 406・1-2

      Pages: 142-142

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Chemical Composition on the Optical Properties and Fracture Toughness of Transparent Magnesium Aluminate Spinel Ceramics2005

    • Author(s)
      D.Arcan, A.Boccaccini, I.Dlouhy, Y.Kagawa
    • Journal Title

      Materials Transactions 46

      Pages: 996-996

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication and Mechanical Behavior of Nanostructured Oxide Multilayer Ceramic Composites2005

    • Author(s)
      D.Arcan, M.Kamei, Y.Tanaka, Y.Kagawa
    • Journal Title

      6th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology 1

      Pages: 39-39

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Remarks] 朝日新聞掲載:2007年6月11日付

    • URL

      http://www.asahi.com/science/update/0610/TKY200706090290.html?ref=rss

    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi