2021 Fiscal Year Annual Research Report
高強度マトリックスを有する酸化物系セラミックス基複合材料の開発
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19H02450
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
垣澤 英樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (30354137)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 匡史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (30426506)
下田 一哉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (40512033)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 酸化物セラミックス基複合材料 / 過熱水蒸気処理 / ネック成長 / 高強度化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）高強度Al2O3マトリックス形成技術の要素プロセス検討：高塩基性塩化アルミニウムの分解およびα化の過程さらにを調べた結果、空気中で熱処理した方が低温からα-Al2O3が生成するが，α-Al2O3へ完全に相転移する温度は，過熱水蒸気雰囲気の中の方が50℃低かった。前駆体中に残留しているClにより，Alの配位環境が変化し，γ相やα相の生成や粒成長に影響与えていることが示唆された。さらに熱処理温度と加熱時間の関係を詳細に調べた結果、過熱水蒸気雰囲気では900℃でも50 h以上加熱を行うと完全にα化が行われることが確認された。
（２）界面コーティングの開発：ZrO23 コーティングを施工した繊維バンドルにマトリックス原料を含浸させ焼結したミニコンポジットの引張試験の結果、1200℃で焼結したミニコンポジットはZrO2コーティングの有無にかかわらず大幅な強度低下が見られた。前駆体がZrO2コーティングも浸透してしまい界面を固着させていると考えられた。CMC化する際の焼結温度は1100℃とすることを決定した。（1）の結果をもとに室温～450℃、450℃～900℃、900℃～1100℃で雰囲気を乾燥空気または過熱水蒸気に切り替え、様々な雰囲気の組合せで焼結を行った。900℃まで乾燥空気、900℃で水蒸気に切り替えた材料が最も高強度を示した。
（３）新規開発Ox/Oxの複合化技術の開発:前年度確立したVaRTM法を応用したプロセスを用いて、（１）、（２）で得られた結果をもとにCMCを作製し、引張強度を測定した結果、約150MPaの材料が得られた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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