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固体酸化物形燃料電池用材料の疲労破壊に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15F15360
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関埼玉大学

研究代表者

荒木 稚子  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40359691)

研究分担者 ISLAM MD.  埼玉大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
Nurul Islam Md  埼玉大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
ISLAM Md. Nurul  埼玉大学, 理工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-11-09 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード強弾性 / 多孔質 / 機械的特性 / 燃料電池 / SOFC / 多孔質材料 / 強度 / 破壊 / ペロブスカイト型酸化物 / 混合伝導体
研究実績の概要

文献調査および予備試験により,本研究では,固体酸化物形燃料電池の空気極材料などに使用されるランタン系ペロブスカイト型酸化物の機械的特性に関する研究を行うこととなった.まず,主に緻密質なランタン系ペロブスカイト型酸化物(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-d, LaCoO3, LaAlO3, LaGaO3など)の作製を行い,X線
回折による結晶構造同定,走査型電子顕微鏡観察による結晶粒構造観察,LCR・ケミカルインピーダンスメータによる伝導率の温度依存性の測定,熱機械分析による線膨張係数の温度依存性の測定,材料試験機を用いた一軸圧縮試験による機械的挙動の温度依存性の測定などを行った.作製した試料の強弾性ドメイン構造や機械的な強弾性挙動を明らかにした.次に,上記の緻密質材料の研究に加え,多孔質材料の研究に取り組んだ.特にLa0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-dを対象として,様々な種類(形状・大きさ)の多孔質形成材を用い,0~50%程度の多孔質材を作製した.密度や粒構造評価と一軸圧縮試験を行い,多孔構造と強弾性特性パラメータ(初期・負荷・除荷弾性率や臨界応力など)・圧縮強度との関係を調べた.さらに,上記の緻密質・多孔質材料の実験を並行して行いつつ,成果をまとめるべく論文の執筆や学会発表を行った.さらに,より高温で圧縮試験を行うための試験機・冶具の改良に取り組むとともに,帰国後も共同研究が進められるよう,本国で容易に入手可能な食物由来の多孔形成材を用いた試験片の作製・評価にも取り組んだ.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Mechanical Behaviour of Ferroelastic LaAlO32017

    • 著者名/発表者名
      Md. Nurul Islam, Wakako Araki, and Yoshio Arai
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 37 号: 4 ページ: 1655-1671

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2016.11.036

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mechanical Behavior of Ferroelastic Porous La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-d Prepared with Different Pore Formers2017

    • 著者名/発表者名
      Md. Nurul Islam, Wakako Araki, and Yoshio Arai
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 43 号: 17 ページ: 14989-14995

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2017.08.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Ferroelastic Mechanical Behavior of Porous La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ Prepared Using Corn Starch as a Pore Former2017

    • 著者名/発表者名
      Md Nurul Isram, Wakako Araki, and Yoshio Arai
    • 学会等名
      IASTEM 273rd International Conference of Mechanical and Aerospace Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature and loading rate dependence of Ferroelasticity of LaAlO32016

    • 著者名/発表者名
      IM Nurul, W Araki, Y Arai
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength 2016
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center (Toyama City)
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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