1997 Fiscal Year Annual Research Report
傾斜機能材料の物理・化学「傾斜機能材料の傾斜化プロセス」
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08243102
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平井 敏雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福本 昌宏 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (80173368)
横尾 俊信 京都大学, 化学研究所, 教授 (90158353)
大柳 満之 龍谷大学, 理工学部, 助教授 (30213888)
渡辺 龍三 東北大学, 工学部, 教授 (20005341)
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| Keywords | 傾斜機能材料 / 材料合成プロセス / 材料設計 / 放電プラズマ法 / 粒子制御配列法 / 加圧燃焼合成法 / ゾル-ゲル法 / プラズマ溶射 |
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| Research Abstract |
理論的に設計された傾斜機能分布関数に従った組成あるいは組織の傾斜化を実現するために、前年度に引き続いて放電プラズマ焼結法、粒子制御配列法、加圧燃焼合成法、ゾル・ゲル法およびMA-プラズマ溶射法について、機能発現の成否を踏まえつつその傾斜化プロセス条件を明らかにした。(1)前年度に明らかにした任意の組成傾斜を得るための放電プラズマ焼結条件のもとに、十分な熱伝導率を電気絶縁性を合わせ持つポリイミド(AlN)/Cu系傾斜機能材料を合成した。高熱伝導特性を得るためのポリイミド中へのAlNの混合量、放電プラズマ焼結時の温度傾斜条件、加圧条件などを明らかにした。(2)粒子制御配列法においては、格子点100x100の正方形パレットに3種類の球形の単分散粒子を任意に配列可能な粒子配列システムを完成させた。本システムを用いて任意の規則的あるいは無秩序は配列パターンをを構築できることを実証した。また、パルス圧力付加オリフィスインジェクション法によりBi-Sb系熱電変換材料の単分散粒子を作製しその焼結条件を明らかにした。(3)前年度に開発した燃焼合成/動的疑似等方圧縮法により、TiB_2/Si/ダイアモンド系傾斜機能材料を合成した。さらに、新たに反応熱の小さい系にも適用できる靜的疑似等方圧縮法を考案し、WC-Co系傾斜機能材料を合成した。(4)前年度はTiO_2/VO_2系傾斜機能型半導体薄膜電極材料をゾル・ゲル法により合成し、それが可視光範囲で十分な光応答を示すことを実証した。今年度はさらにプロセス制御を精密に行い、最適な組成傾斜条件を確立した。傾斜組成分布の勾配が大きいほど、光-電気変換効率が増大することを示した。(5)MA粉を用いた減圧下プラズマ溶射によりSi-Ge厚膜を作製し、酸素量の低減化による性能指数の改善を確認した。また、Pドープ量を傾斜化した3層積層体を合成し、微量元素の添加制御のための原料MA粉の調製条件ならびにそのプラズマ溶射による傾斜機能膜の作製条件を明らかにした。
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[Publications] M.Omori: "Consolidation of Thermosetting Polyimide by Spark Plasma System" J.Mat.Synthesis and Processing. (in press).
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[Publications] A.Kawasaki: "Evaluation of thermomechanical performance for thermal barrier type of sintered functionally graded materials" Composites Part B. 28B. 29-35 (1997)
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[Publications] A.Kawasaki: "Concept and P/M Fabrication of Functionally Gradient Materials" Ceramics International. 23. 73-83 (1997)
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[Publications] 川崎 亮: "傾斜機能材料の作成プロセス" まてりあ. 36(1). 56-61 (1997)
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[Publications] H.Lin: "Electrical Properties of Sol-Gel-Derived Transparent Titania Films Doped with Ruthenium and Tantalum" Thin Solid Films,. (in press).
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[Publications] H.Lin: "Preparation of TiO_2 Films on Self-Assembled Monolayers by Sol-Gel Method" Thin Solid Films,. (in press).
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[Publications] M.Fukumoto: "Fabrication of functionally gradient TiN coating by reactive plasma spraying" Surface Modification Technologies X,The Institute of Materials. 306-318 (1997)
