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ナノ構造制御による傾斜機能材料の製造と機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 08243235
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関大阪大学

研究代表者

新原 晧一  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (40005939)

研究分担者 左 容昊  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (10283805)
関野 徹  大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (20226658)
上田 智  大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (20029870)
研究期間 (年度) 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1996年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード傾斜機能 / ナノコンポジット / ナノ複合材料 / ナノ機能制御 / 双方向ナノコンポジット / 破壊強度 / 破壊靱性 / セラミックス / 金属界面
研究概要

ナノメーターサイズの金属をセラミックスマトリックスの粒子内あるいは粒界に分散させた粒界及び粒内型傾斜機能ナノ複合材料を、種々のプロセスにより作製することに成功した。これら材料では、数10〜100nmの微細な金属が均一に分散しており、室温での破壊強度、硬度などの機械的性質が単相材料に比較して著しく改善されることが示された。セラミックス/金属の界面には反応相などは無いものの、金属の種類やそのサイズによって構造の乱れが存在することが示された。また、このようなセラミックス/金属ナノ複合材料を更に制御することによっMo/ZrO_2では、セラミックス/金属と金属/セラミックスの相互ナノ複合材料を作製することができた。この相互ナノ複合化の効果を用い作製した材料の機械的特性は、強度、靱性とも大幅に改善された。
この様な特性の改善は、従来、転移強化セラミックスでは限界と考えられて来た強度、靱性のトレードオフを打破するものであり、この特性改善はジルコニアの変態強化機構に加え、金属相添加によるクラック近辺での応力緩和機構に基づく本質的な靱性の改善、及び相互ナノ複合化による組織の微細化などの相乗効果に起因するものと考えられる。即ち、本研究により、従来にないレベルでの傾斜機能材料の開発に繋がるナノレベルの組織制御や界面制御によるセラミックス/金属ナノ複合材料の作製とその機械的特性の改善に成功した。本年度の以上の研究成果は、セラミックス/金属ナノ複合材料において機械的特性の改善のみならず、電気的・磁気的な新たな機能を付与することも将来的に可能であることを示しており、本研究により最終的には機械的特性と何らかの機能性を合わせもった機能傾斜構造材料が具現できるものと期待される。

報告書

(1件)
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (8件)

  • [文献書誌] K.Niihara: "In-situ Fabrication of Tungsten Nanocrystal Encapsulated Carbon Ball in TEM" Materials Letters. 27. 121-124 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nawa: "A New Type of Nanocomposite in Tetragonal Zirconia Polycrystal-Molybdenium System" Materials Letters. 20. 299-304 (1994)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nawa: "Microstructure and Mechanical Properties of Y203 Stabilized Tetragonal Zirconia based Nanocomposites Incorporating Metal Dispersions" Journal.of Jp.Powder and Powder Metallurgy. 41. 1220-1225 (1994)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sekino: "Microstructural Characteristics and Mechanical Properties for Al203/Metal Nanocomposites" NanoStructured Materials. 6. 663-666 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ohji: "Particle/matrix interface and its role in creep inhibition in alumina/silicon carbide nanocomposites" J.Am.Ceram.Soc.79. 33-45 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sekino: "Mechanical and Magnetic Properties of Nickel Dispersed Alumina-Based Nanocomposite" Materials Letters. 29. 165-169 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 新原 晧一: "Proceedings of NEPTIS-IV Nano-Sized Powder and Related Composite Materails" NEPTIS-4委員会及び日精エンジニアリング, 83 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 新原 晧一: "エネルギー分野における新材料" 資源、エネルギー学会(印刷中),

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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