超硬質・強靭ハイエントロピーセラミックスの開発と相安定性制御因子の解明
| Project/Area Number |
19K05074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
仁野 章弘 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (80451649)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関根 崇 秋田県産業技術センター, 先端機能素子開発部, 研究員 (70733559)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | ハイエントロピーセラミックス / 硬質炭化物 / 炭化タングステン / 硬さ / 破壊靭性値 / 通電加圧焼結 / 炭化チタン / 炭化タンタル / 炭化ケイ素 / 窒化アルミニウム / 通電加圧焼結法 / ハイエントロピー / セラミックス / 焼結 |
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| Outline of Research at the Start |
ハイエントロピーセラミックスを利用した、新たな発想によるWCを含む超硬質工具セラミックスの開発を目的とする。ハイエントロピーセラミックスを含む緻密な超硬質セラミックスが合成できれば、ハイエントロピーセラミックスの相安定性を決める因子の解明、組織制御に対する知見が得られ、従来法の組織制御法では実現できなかった、超硬質で強靭な工具セラミックスの開発が期待できる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
固溶体粉末である（W,Ti,Ta)C粉末をベースにNbC粉末を30 mol%加えるとともに炭素を少量加えた。焼結温度は純WCの緻密化温度よりも低い1700℃とし、通電加圧焼結装置により合成した。炭素量を最大で1.5 mol%加えたが、得られた焼結体はC添加量に関わらず緻密化した。X線回折法による構成相を同定したところ岩塩型の立方晶単相となった。しかし、組織写真ではわずかに遊離炭素が確認された。組織観察では、C量が変化しても粒状組織となり、C量増加により固溶体相の平均粒径はわずかに減少した。遊離炭素が粒界に存在し、粒成長を抑制していると考えられる。ヤング率は炭素添加により減少したが、添加量が変化してもほぼ一定であった。硬さは、炭素添加によりわずかに増加した。組織写真で見られた粒成長の抑制が寄与している可能性が考えられる。破壊靭性値は、炭素量によらず大きな変化は見られなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた研究はほぼ終えており、学会発表を行うため追実験を行った。炭素を加えた焼結体の合成に成功し、焼結体に関わる、密度測定、構成相の分析、ヤング率、硬さや破壊靭性値などの機械的性質の調査を終えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度で実施計画に記載した評価は終了している。今後は、研究成果を学会等で発表する必要があり、また発表するために追実験でデータを補強する。
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Report
(4 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Synthesis and Mechanical Properties of AlN–WC Ceramics2020
Author(s)
Takashi Sekine, Akihiro Nino, Yasushi Sugawara, Shigeaki Sugiyama, Ken-ichi Ohguchi, Hitoshi Taimatsu
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Journal Title
Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy
Volume: 67
Issue: 10
Pages: 581-587
DOI
NAID
ISSN
0532-8799, 1880-9014
Year and Date
2020-10-15
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Peer Reviewed
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