2009 Fiscal Year Annual Research Report
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20360326
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
若井 史博 Tokyo Institute of Technology, 応用セラミックス研究所, 教授 (30293062)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤津 隆 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (40231807)
篠田 豊 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (30323843)
肥後 矢吉 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (30016802)
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| Keywords | 焼結 / セラミックス / 緻密化 / 焼結応力 / 異方性 / 収縮速度 |
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| Research Abstract |
細長い、あるいは、扁平な粒子は一軸プレス、テープ成形、射出成形時に配向する。また、基板上の薄膜や積層材料の共焼結では焼結中に生じる不均一な応力により、方向性をもつ組織が形成される。この場合、焼結収縮は異方的となる。製品の寸法精度を保証するためには、異方的収縮の予測が必要である。巨視的な焼結収縮のひずみ速度は、外力と焼結応力に対する線形応答として記述される。本年度は、収縮の熱力学的な駆動力である焼結応力と巨視的粘性係数の異方性を解析した。中期焼結で表面曲率が一定の開気孔構造をとると仮定した。焼結応力は相対密度の関数であり、粒界エネルギーγ_<gb>と表面エネルギーの比γ_sが低い場合には相対密度の増加とともに増加した。ある相対密度のもとで、焼結応力はγ_<gb>/γ_s,の増加とともに減少した。異方的な構造の場合、焼結応力テンソルの主軸成分は方向によって異なった。焼結応力の偏差成分は、細長く伸びた粒子が、より等方的な形に変化する方向に収縮がおこるように作用した。粘性係数テンソルは粒界半径の4乗に比例した。粒界の大きさと形状は相対密度、2面角、体積要素の異方性に依存し、粘性係数テンソルもこれらの関数であった。粘性係数テンソルは相対密度とともに増加し、γ_<gb>/γ_s、とともに減少した。粘性係数の偏差成分は体積要素の辺の長さのアスペクト比の対数に比例して増加した。異方的な収縮は、焼結応力テンソルよりも、粘性係数テンソルの異方性に強く支配された。
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