Development of High Performance Hybrid Ceramics by Atomic Scale Modification

2009 Fiscal Year Self-evaluation Report

• Project Area: Nano Materials Science for Atomic Scale Modification
• Project/Area Number: 19053009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: 一般財団法人ファインセラミックスセンター (2011); Japan Fine Ceramics Center (2007-2010)
• Principal Investigator: KITAOKA Satoshi Japan Fine Ceramics Center (80416198)
• Project Period (FY): 2007 – 2011
• Keywords: 被膜 / アルミナ / 拡散 / 粒界 / ゼオライト / 粒子線照射 / 透過電子顕微鏡

Research Abstract

原子・分子レベルで組織制御が可能な化学的プロセスを利用して、新たなサブナノ領域での機能元素の配置制御と微細構造制御技術を開発し、新規機能性材料の創出を目指す。本研究では、材料内の物質移動制御の観点から、以下の項目を実施する。
(1) 超高温耐環境性被膜の開発
ガスタービン等内燃機関のさらなる高温燃焼化の要求に伴い、超高温燃焼環境下で作動する耐熱性部材には、腐食から保護する被膜の開発が切望されている。本研究では、高温の酸素ポテンシャル勾配下において、被膜候補材として期待されるアルミナ膜中の物質移動に及ぼす粒界偏析元素の役割を解明すると共に、その知見を基に保護膜機能のさらなる向上を目指す。
(2) 高配向ナノ細孔材料の合成・ナノ加工技術の開発
ゼオライトは結晶構造に由来する微細な規則細孔を有しており、触媒や吸着剤としても有用な材料である。本研究では、このゼオライト結晶を三次元レベルで高配向させ、かつ、この微細組織をナノレベルで加工する技術を開発することにより、新機能を有する材料の創製を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Acta Materialia (2010)
  • Author(s): 松平恒昭、和田匡史、齋藤智浩、北岡諭
  • Journal Title: The Effect of Lutetium Dopant on Oxygen Permeability of Alumina Polycrystals under Oxygen Potential Gradients at Ultra-High Temperatures 58 Pages: 1544-1553
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Corrosion Science (2010)
  • Author(s): 北岡諭、黒山友宏、松本峰明、北澤留弥、香川豊
  • Journal Title: Control of Polymorphism in Al2O3 Scale Formed byOxi dation of Alumina-Forming Alloys 52 Pages: 429-434
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mater. Trans. (2009)
  • Author(s): 北岡諭、松平恒昭、和田匡史
  • Journal Title: Mass-Transfer Mechanism of Alumina Ceramics under Oxygen Potential Gradients at High Temperatures 50 Pages: 1023-1031
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mater. Trans. (2009)
  • Author(s): 佐々木優吉、鈴木敏之
  • Journal Title: Formation of Ag Clusters by Election Beam Irradiation of Ag-Zeolites 50,,No.5 Pages: 1050-1053
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Effects of Doping Elements on Oxygen Permeability of Alumina Ceramics at Ultra-High Temperatures (2010)
  • Author(s): 松平恒昭, ら
  • Organizer: 4rd Int. Conf. and Exp. o n Advanced Ceramics and Composites
  • Place of Presentation: Florida, USA
  • Year and Date: 20100124-20100129
• [Presentation] Agイオン交換ゼオライトへの粒子線照射によるAgクラスターの形成 (2009)
  • Author(s): 佐々木優吉, ら
  • Place of Presentation: 日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • Year and Date: 20090916-20090918
• [Presentation] Control of Polymorphism and Mass-transfer in Al2O3 Scale on Alumina Forming Alloys (2009)
  • Author(s): 北岡諭, ら
  • Organizer: THERMEC'2009
  • Place of Presentation: Berlin, Germany
  • Year and Date: 20090825-20090829
• [Remarks]
  • URL: http://www.jfcc.or.jp/
• [Patent(Industrial Property Rights)] アルミナ薄膜形成用材料及び耐熱部材 (2009)
  • Inventor(s): 松平恒昭, 北岡諭, 和田匡史
  • Industrial Property Rights Holder: (財)ファインセラミックスセンター
  • Industrial Property Number: 特許,特願 2009-152905
  • Filing Date: 2009-06-26
• [Patent(Industrial Property Rights)] ゼオライト及びその製造方法 (2009)
  • Inventor(s): 佐々木優吉, 岡安悟
  • Industrial Property Rights Holder: (財)ファインセラミックスセンター,(独)日本原子力開発機構
  • Industrial Property Number: 特許,特願 2009-213741
  • Filing Date: 2009-09-15
• [Patent(Industrial Property Rights)] アルミナ薄膜形成用材料、耐熱部材、バリア性能評価方法及びバリア性能評価装置 (2008)
  • Inventor(s): 松平恒昭, 北岡諭, 和田匡史
  • Industrial Property Rights Holder: (財)ファインセラミックスセンター
  • Industrial Property Number: 特許,特願 2008-165024
  • Filing Date: 2008-06-24