Design for conductive ceramics composite
| Project/Area Number |
22K18901
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
|
|---|
| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
武藤 浩行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20293756)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TAN WAIKIAN 豊橋技術科学大学, 総合教育院, 准教授 (10747695)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
|
|---|
| Keywords | 導電性セラミックス / コアシェル複合顆粒 / 顆粒化 / 巨視構造制御 / 粉末冶金法 / カーボンナノチューブ / 複合化 / 粒子設計 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
粉末をプレス成形して、焼結することでバルク体を製造する粉末冶金技術は産業界では汎用的に用いられモノづくりの基本となっている。さらに、マトリックスに添加物を分散させ複合化させることで、更なる特性向上が見込まれる（複合材料）。しかしながら、従来プロセスでは、マトリックス粒子と添加粒子を「均一に」添加物が分散した微構造しか得ることができず、電気伝達のための経路（パーコレーション構造）を効率よく連続相を導入することができない。本研究では、より少ない添加量（パーコレーション閾値の低減）で、確実なパーコレーション構造をデザインすることができる革新的な粉末冶金プロセスの確立に挑戦する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
粉末をプレス成形して、焼結することでバルク体を製造する粉末冶金技術は産業界では汎用的に用いられモノづくりの基本となっている。さらに、マトリックスに添加物を分散させ複合化させることで、更なる特性向上が見込まれる(複合材料)。従来の複合材料の作製プロセスでは、マトリックス粒子と添加粒子を機械的に混合し「均一に」添加物が分散した微構造を目指すことになるが、ある規則性を持った配列で添加物を導入することは不可能である。例えば、セラミックスに導電性を付与したい場合、電気伝達のための経路(パーコレーション構造)を導入する必要がある。この場合、「均一」に導入しても意味がなく、添加物を連続的に「偏析」させて効率よく連続相を確保ことが重要となる。本研究では、このように、より少ない添加量(パーコレーション閾値の低減)で、確実なパーコレーション構造をデザインすることができる革新的な粉末冶金プロセスの確立に挑戦している。 これまでに、パーコレーション構造導入のために重要な基本要素である顆粒の品質向上を検討し導電性に関与しないコア部(セラミック粒子)と導電性を付与するシェル部(セラミックス粒子と導電性ナノ物質)から構成されるコアシェル複合顆粒を作製することに成功した。今年度はさらに、圧粉体とした場合の充填性の向上を目指し、単分散性の改善、導電層の厚みを調整するための顆粒構造の制御技術に注力した顆粒プロセス技術の確立を行なった。その結果、任意、かつ多様なパーコレーション構造を導入したセラミックス複合材料を作製することができた。さらに、この概念を発展させ熱伝導層の導入など当初の目的以外の組織制御も確立することができた。
|
Report
(2 results)
Research Products
(37 results)
