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機能性材料の開発とその特性評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06045034
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分大学協力
研究機関徳島大学

研究代表者

河野 清  徳島大学, 工学部, 教授 (00035594)

研究分担者 ハイランド M.M.  オークランド大学, 工学部, 講師
メトソン J.B.  オークランド大学, 理学部, 助教授
ダーンレイ P.A.  オークランド大学, 工学部, 講師
フェンウィック R.C.  オークランド大学, 工学部, 教授
ファーガソン W.G.  オークランド大学, 工学部, 副教授
シャープ R.M.  オークランド大学, 工学部, 教授
酒井 士郎  徳島大学, 工学部, 教授 (20135411)
村上 理一  徳島大学, 工学部, 教授 (00112235)
水口 裕之  徳島大学, 工学部, 教授 (00035651)
英 崇夫  徳島大学, 工学部, 教授 (20035637)
中林 一朗  徳島大学, 工学部, 教授 (70035624)
多木 敏彦  徳島大学, 工学部, 教授 (10035602)
DEARNLEY P.A  UNIV.OF AUCKLAND,SCHOOL OF ENGINEERING
FERGUSON W.G  UNIV.OF AUCKLAND,SCHOOL OF ENGINEERING
METSON J.B  UNIV.OF AUCKLAND,SCHOOL OF SCIENCE
HYLAND M.M  UNIV.OF AUCKLAND,SCHOOL OF ENGINEERING
フォーガソン W.G.  オークランド大学, 工学部, 副教授
ダーンレイ R.A.  オークランド大学, 工学部, 講師
ファーガソン N.G.  オークランド大学, 工学部, 副教授
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1996年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1995年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1994年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード機能性材料 / 高強度コンクリート / 機能性薄膜 / 燃料電池電極 / 発光素子 / ダイヤモンド薄膜 / GaAs発光素子 / イオン注入 / 高機能コンクリート / アルミ基複合材料 / マグネトロンスパッタリング / マイクロ波プラズマCVD / 摩擦摩耗 / DLC / 繊維前駆体 / NMR / X線残留応力 / 窒素イオン注入 / 疲労寿命 / ダイヤモンド膜 / 表面分析
研究概要

本研究は、平成6年度、平成7年度及び平成8年度の3年間にわたり、研究課題「機能性材料の開発とその特性評価に関する研究」について徳島大学工学部とオ-クランド大学工学部の機械工学、化学、電気、電子工学、物理学の研究者が相互に連携しながら行ったものである。機械部品、電子デバイス、建設材料、化学装置材料などに適用できる機能性材料の開発を行い、その特性評価を実施してきた。
本研究において得られた研究成果の概要は次のとおりである。
1)ダイヤモンド薄膜やダイヤモンド状炭素膜が機械部品に適用できる可能性を探る研究が実施できた。マイクロ波プラズマCVDにおけるダイヤモンド薄膜の創製が純チタン表面にできるようになった。また、チタン酸カリウムウイスカーにプラズマを照射して新しい物質を創製できた。これは機械部品にダイヤモンド薄膜を適用する可能性を飛躍的に高めた成果である。このような金属表面にダイヤモンドができる前に浸炭過程が前過程として存在し、効率良くダイヤモンド薄膜を作製する条件を見い出した。ダイヤモンド薄膜を創製するとき、ダイヤモンドと同時にアモルファスカーボン膜が形成されることがある。このアモルファスカーボン膜を除去することがより純度の高いダイヤモンドを形成することに不可欠である。そのため、メタン-水素混合ガスに酸素を加えてダイヤモンドの純度を高めることを試みた。さらに、純チタン表面にダイヤモンドができる素過程を詳細に検討して、金属表面にダイヤモンドが形成される過程を明らかにした。マイクロ波プラズマCVDにおけるダイヤモンド薄膜の創製が純チタン表面にできるようになった。これは機械部品にダイヤモンド薄膜を適用する可能性を飛躍的に高めた成果である。
2)セラミック表面に電子的、化学的機能を付与する焼成過程の解明を行った。傾斜機能材料の残留応力緩和手法の確立に伴う実用機能性材料の開発と機械部品への適用試験を行い、作製した機能性材料の組成分析、構造解析を行った。
3)機能性の高い高強度コンクリート材を開発することができるようになってきた。フライアッシュを利用した高流動性コンクリートの開発にめどをつけた。この技術を炭素繊維を配合した高強度コンクリート材のプロトタイプの創製と特性評価を行い、実用的にも十分な使用に耐える成果を得た。これはフライアッシュとコンクリートとの界面を十分に制御することによって実現した。
4)機能性の高い燃料電池用電極の開発が可能になってきた。
5)MOCVDによりGaN上にホモエピタキシャル成長したGaNからの放射を初めて観察した。ここで作製した機能性材料の組成分析、構造解析を行い、半導体デバイスへの適用を考えた電子材料の開発を行う。シリコン半導体の基板にGaAsの発光素子を安定した状態で蒸着し、ガリウムヒ素、シリコン混在型ICの作製に成功した。半導体デバイスへの適用を考えた電子材料の開発を行う。
6)これらの成果は国内外の学術雑誌などに投稿しており、しかも国際会議などで発表してきた。また、相手大学において学術セミナーを開催して相互に情報交換を行うと同時に共同研究の成果を相手国に積極的に還元してきた。徳島大学で得られた成果を持って研究プロジェクトに参加した研究者をオ-クランド大学に派遣し、オ-クランド大学におけるこの方面の研究担当者と研究の進捗と研究の取りまとめについて詳細に打ち合わせ、また、徳島大学において実施してきた研究成果を公表し、オ-クランド大学に対して研究成果の還元を図った。また、オ-クランド大学から機能性材料の開発、特性評価および表面分析に関する研究者を徳島大学に招聘して徳島大学においてセミナーなどを開催しオ-クランド大学での研究成果について意見交換を行いながら大学間協力研究の研究成果を総括した。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] W.G.Ferguson et al.: "The effects of residual stresses on the fatigue behaviour of rectangular hollow sections" Mat.Forum. 17. 395-401 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Murakami et al.: "On Adhesion and Friction Wear behaviour of Thin Film TiN Laminated Layers Produced by Dynamic Mixing Method" JSME Inter.J.,Ser.C. 39・2. 332-339 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Nakabayashi et al.: "Effect of Atomosphere on the Pyrolysis Process of Basic Calcim Cabonate" J.Ceram.Soc.,Japan. 103. 240-244 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hanabusa et al.: "Residual Stresses in Aluminium Nitride Films Deposited on Glass Substrate by Magnetron Saperttering Method" Procs.4th Inter.Conf.on Residual Stresses. 631-639 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakai et al.: "Selective Lateral Growth Mechanism of GaAs by Liquid-Phase Epitary" Japan J.Appl.Phys.33・1. 23-27 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kohno et al.: "Strength of Mortar and Concrete Using Together Fly Ash,Silica Fume and Blast-Furnace Slag" Procs.5th CANMET/ACl Inter.Conf.on Fly Ash,silica Fume,Slag and Natural Pozzolans in Concrete. 729-740 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.G.Ferguson et.al.: "The effects of residual stresses on the fatigue behavior of rectangu hollow" Mat.Forum. 17. 395-401 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Murakami et.al.: "On adhesion and friction wear behavior of thin film TiN laminated layrs produced by dynamic mixing method" JSME Inter.J.Ser.C. 39. 332-339 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Nakabayashi et.al.: "Effect of Alomosphere on the Pyrolysis process of basic calcime carbonate" J.Ceram.Soc.Japan. 103. 240-244 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hanabusa et.al.: "Residual Stresses in Aluminium Xlitride Films Deposited on Glass Substrate by Magnetron Sputtering Method" Procs.4th Inter.Conf.on Residual Stresses. 631-639 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sakai et.al.: "Selective Lateral Growth Mechanism of Gats by Liquid-Phase Epitaxy" Japan J.Appl., Phys.33. 23-27 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kohno et.al.: "Strength of Mortor and Concrete Using Together FLY Ash, Silcon Fume and Blast-Furnaco Slag" Procs.5th CANMETIACI Inter.Conf.729-740 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.G.Ferguson: "The effects of residual stresses on the fatigue behaviour of rectangular hollow sections" Mat.Forum. 17. 395-401 (1994)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R.Murakami et al.: "On Adhesion and Friction Wear behaviour of Thin Film TiN Laminated Layers Produced by Dynamic Mixing Method" JSME Inter-J-,Ser.C. 39・2. 332-339 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] I.Nakabayashi et al.: "Effect of Atomosphere on the Pyrolysis Process of Basic Calcim Cabonate" J.Ceram.Soc.,Japan. 103. 240-244 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hanabusa et al.: "Residaal Stresses in Alumiinium Nitride Films Deposited on Glass Substrate by Magnetron Sqperttering Method" Procs.4th Inter.Conf-on Residual Stresses. 631-639 (1994)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sakai et al.: "Selective Latenal Growth Mechanism of GaAs by Liquid-Phase Epitary" Japan J.Appl.Phys.33・1. 23-27 (1994)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kohno et al.: "Strength of Mertar and Concrete Using Together FlyAsh,Silica Fume andBlast-Furnace Slag" Procs.5th CANMET/AC1 Inter.Conf-on Fly Ash,silica Fume,Slag and Natural Pozzolams in Concrete.729-740 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 二神一浩,村上理一 ほか3名: "窒素イオン注入した純チタン材の疲労寿命と初期疲労挙動に及ぼす切欠半径の影響" 日本機械学会論文集. 61. 1511-1517 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kohno,K.Amo,Y.Ogawa,M.Gyotoku: "Properties of Mortar and Cancrete Using Rod Mud and Finely Ground Silca" ACl SP-153. 2. 1105-1120 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sritharan and R.C.Fenwick: "Creep and Shrinkage Effects in Prestressed Beams" Moga zine of Cancrete Research. 47. 45-55 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N.F.Gregory,W.G.Ferguson,D.Bhattacharyya,C.Thomas: "Squeeze Cast Alumina Fibre-Alumiwun Matrix Composites" Procs.IPENZ Annual Coenference. 2. 323-327 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.L.Dahm,I.A.Anderson,P.A.Dearnley: "Hard Coatings for Orthopedic Implants" Surface Engineering. 11. 138-144 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] K.Futayami,R.Murakami: "Effects of Notch Radii on Fatigue Strengthl and Crack Initiation of Nitrogen Ion Implanted Pure Titanium" Procs.7th Inter.Conf.an Mech.Behar of Mater.1. 21-22 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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