2017 Fiscal Year Research-status Report
多孔質セラミックスの強度、ヤング率、熱膨張係数、熱伝導度の理論的及び実験的解析
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16K06728
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
平田 好洋 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (80145458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鮫島 宗一郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (00274861)
下之薗 太郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (80586610)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 多孔体 / セラミックス / 力学物性 / 熱物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）アルミナ多孔体のヤング率と熱膨張係数を測定し、研究代表者が提案した複合則の計算値と比較した。ヤング率は気孔率の減少に伴い増加し、気孔率10%付近で急激に増加した。気孔率が0-10%のとき、ヤング率は閉気孔及び開気孔モデルの計算値とよく一致した。10-50%の気孔率では測定値は開気孔モデルの計算値と一致した。アルミナ多孔体の熱膨張係数は気孔率に依存せず、開気孔モデルの計算値と一致した。（２）ムライト多孔体の熱拡散率、比熱、熱伝導度を測定し、提案した複合則の計算値と比較した。熱伝導度の温度依存性及び気孔率依存性は、いずれも熱拡散率が支配した。熱伝導度は気孔率の増加に伴い著しく低下した。気孔率0-23%では、ムライトを連続相、気孔を分散相とする計算値と一致した。気孔率33-55%では、気孔を連続相、ムライト粒子を分散相とする計算値に近づいた。（３）アルミナ多孔体の焼結と力学特性に及ぼす粒子形状（球状、棒状、扁平）の影響を調べた。球状及び扁平粒子の成形体密度は61.2-62.3%であり、棒状粒子の33.5%よりも高かった。焼結速度は扁平＜棒状＜球状の順に大きくなった。いずれの粒子形状の多孔体も圧縮強度は粒界面積の増加に伴い増加した。（４）ゼオライト（モルデナイト）－フェノール樹脂系複合体及びゼオライト－シラスガラス系複合体を作製し、その熱伝導度を提案した複合則の計算値と比較した。複合則で解析したゼオライトの室温の熱伝導度はフェノール樹脂系複合体で3.63 W/mKであり、シラスガラス系複合体で1.70～2.07 W/mKであった。解析したゼオライトの熱伝導度は400℃で1.23 W/mKの最小値を示し、800℃で2.51 W/mKに増加した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
アルミナ多孔体のヤング率と熱膨張係数、ムライト多孔体の熱物性、ゼオライトを有する複合体の熱伝導度を測定し、研究代表者が提案した複合則で解析した。また、アルミナ多孔体の焼結と力学特性の及ぼす粒子形状の影響を調べた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・イットリア安定化ナノ粒子多孔体の力学特性と熱物性の測定と理論計算の比較を行う。
・ゼオライト－シラスガラス系複合材料の熱物性を測定し、ゼオライト種の影響を明らかにする。
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