2014 Fiscal Year Research-status Report
セラミックス積層材の焼結過程での発生応力評価モデルの構築
| Project/Area Number |
25420706
|
|---|
| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
安田 公一 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20191306)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 諭 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20324006)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | セラミックス / 積層材 / 焼結 / 内部応力 / 構成方程式 / 欠陥 / 成形体 / 顆粒 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，代表的なセラミックスに対して，成形体から半焼成体を経て焼結体に至るまでの機械的性質，熱膨張係数，焼結ひずみの変化を測定して，これらの材料で構成されるセラミックス積層材中に焼結過程で発生する応力を定量的に評価するための応力評価モデルの構築を行うことを目的とする．また，これに合わせて，高温下での仮焼体も応力／ひずみ関係を調べ，焼結過程における粒子構造変化と構成方程式の関係を議論することも行う．これらの検討により，積層材の最適設計構造設計の基礎的な考え方を確立することとしている．
平成26年度には，昨年度，理論解析をした結果について，招待講演の依頼が多数あり，弾性体だけでなく，弾塑性体，粘性体，粘弾性体に構成方程式を拡張した理論と，n層からなる多層積層材に拡張した理論を，適宜，組み合わせて，国内外の学会で招待講演を複数行った．
このため，当初の計画で予定していた仮焼した単層材の特性評価や仮焼体の構成方程式の実験は十分できなかったが，窒化ケイ素焼結体についてのみ，1700℃の高温域までの熱膨張特性の測定を行って，国内外の学会で発表をしている．
また，研究分担者の検討結果によれば，アルミナ単層材の亀裂生成を支配するのは，成形体中の均質性が重要であり，その特性評価法には単一顆粒の圧縮試験を検討すべきであるとの指摘があったので，仮焼した単層材の実験を行う前に，まずは，成形体の均質性について，十分注意を払うことが認識された．そこで，当初の計画から一部変更して，研究代表者と研究分担者で，顆粒の崩壊過程の観点から，成形体の均質性について，まずは，理論的に考察することにした．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度には，研究の全期間で構築予定であった焼結中の内部応力評価モデルについて，弾性体だけでなく，弾塑性体，粘性体，粘弾性体に構成方程式を拡張することができ，また，3層積層材からｎ層積層材や連続分布の場合にも一般化することができた．そういう意味では，本研究の当初の目的は，この時点でほぼ達成されたことになる．そして，平成26年度は，これらの理論解析の結果を国内外の会議で発表することを重点的に行ってきた．また，実験的検証については，国内外の発表に時間を取られたため，当初，予定していた実験は十分にできなかったが，アルミナセラミックス中の亀裂生成を超音波探傷で検出することと，窒化ケイ素単層材の1700度までの熱膨張係数を検討することは実施できて，それらの結果も国内外の会議で発表した．また，分担者による研究では，単層材焼結中の欠陥生成は，成形時の顆粒の崩壊過程に影響されるので，成形体の均質性をキチンと評価してから，単層材の特性評価や高温での構成方程式を検討する必要性があることがわかった．
このように，本研究の当初の目的であるモデルの構築は，すでに達成されており，実験的検証の部分は，十分行っていないが，その前に，成形体の均質性の評価が必要になったので，実験の計画を一部修正して検討を進めているところである．
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度には，国内外の学会で理論解析の結果を招待講演として発表し，専門家との議論をしてきたので，平成27年度は，実験的検証について検討するよりも，まずは，これらの理論解析を国際誌に学術論文として投稿して，成果とすることに重点を置く予定である．また，実験の方は，分担者と共同で，成形体の均質性の評価，単一顆粒の特性評価 に重点を移した研究を行い，さらに，余力があれば，仮焼した単層材の特性評価や高温下での構成方程式の検討も進めたいと考えている．
|
Research Products
(24 results)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Strength Distribution of Various Porous Ceramics2015
Author(s)
Kouichi YASUDA, Hideki KITA, Manabu TAKAHASHI, Yosuke TAKAHASHI, Junichi TATAMI , Satoshi TANAKA, Sawao HONDA, Hiroyuki MUTO, Shuichi YAMAMOTO
Organizer
39th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites, Daytona Beach, Florida, USA2015
Place of Presentation
デイトナビーチ．フロリダ，米国
Year and Date
2015-01-25 – 2015-01-30
-
[Presentation] 3 Dimensional Observation of Porous Ceramics by X-ray Computer Tomography2015
Author(s)
S.Tanaka , Kouichi Yasuda, H.Kita, M.Takahashi , Y.Takahashi, J.Tatami , S.Honda, H.Muto , S.Yamamoto
Organizer
39th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites, Daytona Beach, Florida, USA
Place of Presentation
デイトナビーチ．フロリダ，米国
Year and Date
2015-01-25 – 2015-01-30
-
[Presentation] Mechanical behavior of porous ceramics2015
Author(s)
S.Honda, K.Yasuda, H.Kita, M.Takahashi, Y. Takahashi, J.Tatami, S.Tanaka, H.Muto, S.Yamamoto,
Organizer
39th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites, Daytona Beach, Florida, USA
Place of Presentation
デイトナビーチ．フロリダ，米国
Year and Date
2015-01-25 – 2015-01-30
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
