| 研究領域 | 機能コアの材料科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05792
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター |
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研究代表者 |
北岡 諭 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, 理事 副所長 (80416198)
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| 研究分担者 |
吉田 英弘 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80313021)
中平 敦 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90172387)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
131,040千円 (直接経費: 100,800千円、間接経費: 30,240千円)
2023年度: 23,660千円 (直接経費: 18,200千円、間接経費: 5,460千円)
2022年度: 24,440千円 (直接経費: 18,800千円、間接経費: 5,640千円)
2021年度: 25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2020年度: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円)
2019年度: 32,500千円 (直接経費: 25,000千円、間接経費: 7,500千円)
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| キーワード | 酸化物 / ポテンシャル場 / 物質移動 / 界面 / 粒界 / 表面 / 欠陥 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
酸化物セラミックスの表面、粒界、異相界面、点欠陥、添加元素、ナノ空間などの“コア構造”と“ポテンシャル場において発現する機能”との相関を、A01班およびA02班との連携により解明するとともに、その情報を基に耐熱・耐環境性に優れる酸化物セラミックスの新機能や革新的プロセスを創出する。例えば、高温酸素ポテンシャル勾配下において発現する革新的な保護膜機能や、高化学ポテンシャル溶媒下のナノ構造制御による耐環境機能の創出、並びに、高電磁界場下のコア構造制御による革新的焼結プロセスの創出等を目指す。そしてポテンシャル場における機能コアを介した物質移動の統一的理解を極める。
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| 研究成果の概要 |
耐熱・耐環境性に優れる酸化物セラミックスに対して、様々なポテンシャル場において発現する機能コアと特性の関係を明らかにすると共に、その情報を基に酸化物の新機能や革新的プロセスを創出した。例えば、高温酸素ポテンシャル勾配下において、酸化物表面に導入された格子欠陥と粒界コアを介したイオンの拡散を制御することで保護膜の遮蔽性と組織安定性向上のための指針を示した。また、溶媒・溶質の高化学ポテンシャル場において、機能コアを利用した酸化物ナノ粒子の結晶構造や形状を制御することに成功した。さらに、高電磁場下において形成した機能コアが、焼結緻密化、擬弾性や蛍光発光等の新機能の発現に寄与することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高温酸素ポテンシャル勾配下における機能コアを介した酸化物中の物質移動制は、高温過酷環境下で作動する様々な部材の環境遮蔽性と組織安定性の向上に展開できる。また、高化学ポテンシャル溶媒下において機能コアを利用した酸化物の組織制御は、ナノ粒子の高純度化や、高アスペクト比の粒子フィラーと樹脂との複合化による部材の機械的特性向上等に有効である。高電磁場下において形成した機能コアを利用した酸化物の超高速焼結は、セラミックスの焼成プロセスの革新的省エネ化に貢献するだけでなく、セラミックス部材の接合や塑性加工等の新規プロセス創出にも展開できる。
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