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固溶体セラミックスをマトリックスとするナノ複合材料の作製と特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 12450275
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 複合材料・物性
研究機関同志社大学

研究代表者

山口 修  同志社大学, 工学部, 教授 (40097861)

研究分担者 廣田 健  同志社大学, 工学部, 教授 (30238414)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
2002年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2001年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード固溶体セラミックス / 高圧焼結 / ジルコニア / アルミナ / ケイ化モリブデン / 酸化クロム / 自己燃焼合成 / チタン / チタニウムTi / 固溶体 / アルミニウムAl / 機械的特性 / ニケイ化モリブデン / 超高圧焼結
研究概要

初年度(平成12年度)は,マトリックスである固溶体セラミックスの緻密な試料をピストン・シリンダー型の高圧装置を用いて作製し,その微細構造と機械的特性を評価した.ゾル-ゲル法によりZrO_2/Al_2O_3=75/25モル%組成の微粒子の固溶体粉体を合成し,900°〜1100℃の温度範囲で1h-1GPaの条件で焼結を行った.クラックのない緻密な固溶体セラミックス(嵩密度5.34Mg/m^3,相対密度99.1%,平均粒径〜200nm)は950℃で作製した試料のみであり,その機械的特性は三点曲げ強度680MPa,破壊靱性値15.2MPa・m^<1/2>であった.
次年度は,(i)固溶体セラミックスのマトリックス内に分散させるナノ粒子自身の特性評価を目的として,金属間化合物であるMoSi_2の上記高圧プレスによる高密度焼結体の作製とその特性評価,および(ii)高温高圧下で作製した固溶体セラミックスの特性を把握するため,即ち,高温高圧焼結に附随する問題点を抽出するため,単一相セラミックスのなかでは難焼結性の酸化クロム(Cr_2O_3)の高温高圧焼結体の作製と特性評価を行った.
最終年度はマトリックスとして使用する固溶体セラミックスの合成法について検討した.通常のセラミックスの作製プロセス法である粉体合成・成形・焼結プロセスとは大幅に異なる自己燃焼合成(Self-propagating High-temperature Synthesis : SHS)法を用いて窒素(N)を固溶させた金属Ti(α-Ti(N))にさらに金属アルミニウム(Al)を添加・固溶させ高密度バルク体(相対密度【greater than or equal】98%)の合成同時焼結を試みた.種々の条件下で作製した試料を評価した結果,α-Ti_<1-x>Al_x(N)(0【less than or equal】x【less than or equal】0.08)組成のバルク固溶体が得られることが分かった.

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 廣田 健, 中根 慎護, 芳仲 捷, 山口 修: "自己燃焼合成と高圧技術の組み合わせによる構造材料の作製"高圧力の科学と技術. 10. 319-325 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirota, Y.Takano, M.Yoshinaka, O.Yamaguchi: "Microstructure and Mechanical Properties of Hot Isostatically Pressed Cr_2O_3/5 vol% Mo Composites"Mater.Res.Bull.. 35. 2217-2223 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takano, K.Fujii, M.Yoshinaka, K.Hirota, O.Yamaguchi: "Microstructure and Mechanical Behavior of Cr_2O_3/10 vol% W Composites Fabricated by Spark Plasma Sintering"J.Mater.Sci.Lett.. 20. 73-75 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tachiwaki, Y.Kunifusa, M.Yoshinaka, K.Hirota, O.Yamaguchi: "Formation, Densification, and Electriccal Conductivity of Air-Sinterable Y(Cr_<1-x>Mg_x)O_3 Prepared by the Hydrazine Method"Mater.Sci.& Eng.. B86. 255-259 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hirota, H.Motono, M.Yoshinaka, O.Yamaguchi: "Fabrication and Mechanical Properties of Almost Fully-Densified Cr_2O_3 Ceramics"J.Mater.Sci.Lett.. 21. 853-854 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Shimizu, M.Yoshinaka, K.Hirota, O.Yamaguchi: "Fabrication and Mechanical Properties of Monolithic MoSi_2 by Spark Plasma Sintering"Mater.Res.Bull.. 37. 1557-1563 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hirota, S. Nakane, M Yoshinaka, and O. Yamaguchi: "Fabrication of Structural Materials by the Combination of Self-Propagating High-Temperature Synthesis and High-Presseure Technology"Rev. High Press. Sci & Tech.. 10. 319-325 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hirota, Y. Takano, M. Yoshinaka, and O. Yamaguchi: "Microstructure and Mechanical Properties of Hot Isostatically Pressed Cr_2O_3/5 vol% Mo Composites"Mater. Res. Bull.. 35. 2217-2223 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Takano, K. Fujii, M. Yoshinaka, K. Hirota, and O. Yamaguchi: "Microstructure and Mechanical Behavior of Cr_2O_3/10 vol% W Composites Fabricated by Spark Plasma Sintering"J. Mater. Sci. Lett.. 20. 73-75 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Tachiwaki, Y. Kunifusa, M. Yoshinaka, K. Hirota, and O. Yamaguchi: "Formation, Densification, and Electrical Conductivity of Air-Sinterable Y(Cr_<1-x>Mg_x)O_3 Prepared by the Hydrazine Method"Mater. Sci. & Eng.. B86. 255-259 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hirota, H Motono, M. Yoshinaka, and O. Yamaguchi: "Fabrication and Mechanical Properties of Almost Fully-Densified Cr_2O_3 Ceramics"J. Mater. Sci. Lett.. 21. 853-854 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Shimizu, M. Yoshinaka, K. Hirota, and O. Yamaguchi: "Fabrication and Mechanical Properties of Monolithic MoSi_2 by Spark Plasma Sintering"Mater. Res. Bull.. 37. 2557-2563 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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