2022 Fiscal Year Annual Research Report
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20K05082
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
金 炳男 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (50254149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 孝治 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (20354186)
古瀬 裕章 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 独立研究者 (50506946)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 焼結緻密化 / 気孔サイズ分布 / シミュレーション / レーザーセラミックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.緻密化挙動の再現： ナノ粉末の最終焼結段階における緻密化挙動をシミュレーションできるモデルおよびプログラムを開発し、実際の緻密化挙動が再現できるようになった。今年度は、初期に開発したシミュレーションの部分的修正を行い、実験結果との比較を行った。実際に測定された緻密化挙動とシミュレーションの比較から気孔サイズ分布を評価し、評価された気孔サイズ分布に対応する入力条件を決定し、緻密化挙動を再シミュレーションしたら、実験結果と非常によく一致することが分かった。すなわち、シミュレーションを活用した気孔サイズ分布の評価から、粉体によって異なる焼結緻密化挙動が予測できるようになった。
本シミュレーションに用いた焼結モデルと計算手法は従来の焼結シミュレーションとは全く異なる独自のものであり、気孔サイズ分布および気孔間の力学関係を考慮した、焼結シミュレーションとしては初めての成果である。粉体の焼結緻密化挙動は非常に複雑な現象で、未だに精度よく説明できる理論が無い中で、気孔サイズ分布に注目した本シミュレーションは、粉体によって異なる焼結特性が評価できる手法である。
2.レーザー用ナノセラミックスの開発： Yb添加C-FAPおよびS-FAPレーザーセラミックスの継続開発を試みた。今年度は粉末合成手法に若干の修正を行ったが、結果的に透過率の向上は見られなかった。この他、二軸性強異方性材料であるEr:YAPと，Nd添加FAPセラミックスについて、磁場による配向成形および通電加圧焼結による透明化を試みた。その結果，Er:YAPは強い一軸配向が得られた。またフッ化アパタイトについてはわずかにC軸配向した状態で焼結後に高い透光性を維持できることが見出され、今後の改良とレーザー実証が期待できる。透明フッ化アパタイトの焼結は非常に難しく、そのレーザー発振に関してはまだ成功例がない。
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Research Products
(7 results)
