| Project/Area Number |
23K17820
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 焼結 / 酸窒化物 / ペロブスカイト / レーザー焼結 / 複合アニオン / 窒化 / 水素化 / 非平衡プロセス / セラミックス |
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| Outline of Research at the Start |
将来の付加製造によるセラミックス製造では、複相の緻密体や平衡共存しない相が接合された機能デバイスの直接製造への発展が予想され、レーザー焼結による局所的な非平衡焼結が鍵となる。本研究では、付加製造技術の発展に繋がる、新しいレーザー焼結を開拓する。また、それらの知見を軸とした、次世代の焼結の科学に関わる新領域創成を見据える。共有結合性物質と酸化物の共焼結は未踏領域であり、また酸化物同士でも、異なる雰囲気での焼結を要する材料間の接合が困難であった。酸化物系全固体電池での高比容量の炭素系負極の導入や、異なる雰囲気での焼結を要する低電位・高電位酸化物電極材料の接合を目指したレーザー焼結に取り組む。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to establish a laser sintering process that enables the coexistence of oxides and covalent compounds, as well as the conversion of oxides into non-oxides. Successful results include the co-densification of low-temperature-sinterable NZSP with hard carbon, and the formation of ZrN nitride via localized laser irradiation of BZYO, along with the creation of a porous structure. Furthermore, the formation of complex defects and controlled H- incorporation in BSYO, crystallization from NASICON-type glass precursors, and co-sintering of high-temperature oxides with carbon materials were also investigated, showing promising potential for advanced materials design.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、従来困難であった酸化物と共有結合性物質の共存焼結や酸化物から非酸化物への転換を、レーザー照射により短時間かつ局所的に実現した点で学術的に革新的である。これにより、未踏領域の材料設計が可能となり、次世代全固体電池や省エネルギー型セラミック加工、積層造形などの先端産業技術への応用が期待される点で、社会的意義が大きい。
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