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放電プラズマ焼結における異材界面相形成を考慮した高性能生体適合傾斜機能材料の創生

研究課題

研究課題/領域番号 15H03891
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 機械材料・材料力学
研究機関静岡大学

研究代表者

東郷 敬一郎  静岡大学, 法人本部, 理事 (10155492)

研究分担者 島村 佳伸  静岡大学, 工学部, 教授 (80272673)
藤井 朋之  静岡大学, 工学部, 准教授 (30377840)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワード機械材料・材料力学 / 生体適合傾斜機能材料 / 放電プラズマ焼結 / 異材界面相 / 材料試験 / 材料設計
研究成果の概要

本研究では、放電プラズマ焼結(SPS)による高性能生体適合傾斜機能材料(FGM)の創生を目的に、異材界面相の形成と強度特性の観点から、部分安定化ジルコニア(PSZ)、アルミナ(Al2O3)、純チタン(Ti)、ステンレス鋼(SUS316L)の4種類の原料粉末を用いて、(1)PSZ-Ti、Al2O3-Tiの複合材料、FGMの作製と強度特性の解明、(2)4種類の材料の組合せによる異材界面相の形成機構と強度特性の解明、(3)素材と界面相からなる3相複合材料、FGMの解析モデルの構築について研究を進めた。その結果、SPSによるFGMの創生における焼結性、強度特性に及ぼす材料組合せの影響を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Fabrication of alumina-titanium composites by spark plasma sintering and their mechanical properties2018

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Fujii, Keiichiro Tohgo, Masahiro Iwao, Yoshinobu Shimamura
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 744 ページ: 759-768

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2018.02.142

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Densification process in fabrication of PSZ-Ti composites by spark plasma sintering technique2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shinohara, Tomoyuki Fujii, Keiichiro Tohgo, Yoshinobu Shimamura
    • 雑誌名

      Materials Characterization

      巻: 132 ページ: 230-238

    • DOI

      10.1016/j.matchar.2017.08.016

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of a PSZ-Ti functionally graded material by spark plasma sintering and its fracture toughness2017

    • 著者名/発表者名
      1.Tomoyuki Fujii, Keiichiro Tohgo, Hiroshi Isono, Yoshinobu Shimamura
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering A

      巻: 682 ページ: 656-663

    • DOI

      10.1016/j.msea.2016.11.091

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結により作製したAl2O3/Ti 界面の焼結過程と機械的特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      後藤健太、藤井朋之、東郷敬一郎、島村佳伸
    • 学会等名
      日本機械学会、M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結によるAl2O3-Ti複合材料の作製と機械的特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      藤井朋之、東郷敬一郎、岩尾優宏、島村佳伸
    • 学会等名
      日本材料学会、高温強度・破壊力学合同シンポジウム・第18回破壊力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結によるセラミックス-金属界面相の形成と力学特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      藤井朋之, 東郷敬一郎, 篠原智也, 島村佳伸
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学六甲台第二キャンパス、兵庫県、神戸市
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of alumina-titanium composites by spark plasma sintering and their mechanical properties2016

    • 著者名/発表者名
      2.Masahiro Iwao, Tomoyuki Fujii, Keiichiro Tohgo, Yoshinobu Shimamura
    • 学会等名
      The 10th Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength(APCFS2016)
    • 発表場所
      富山国際会議場、富山県、富山市
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of PSZ-Ti functionally graded material by spark plasma sintering and its mechanical properties2016

    • 著者名/発表者名
      1.Tomoyuki Fujii, Keiichiro Tohgo, Hiroshi Isono, Yoshinobu Shimamura
    • 学会等名
      International Conference of Advances in Mechanical Engineering 2016 (ICAME2016)/14th Joint Symposium among Sister Universities in Mechanical Engineering (JSSUME2016)
    • 発表場所
      済州島(韓国)
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Micromechanics Model of Particle-Reinforced Composites with Interfacial Phases2016

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Fujii
    • 学会等名
      Plasticity 2016
    • 発表場所
      Hawaii, US
    • 年月日
      2016-01-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PSZ-Ti複合材料の放電プラズマ焼結過程の検討2015

    • 著者名/発表者名
      篠原 智也
    • 学会等名
      日本機械学会,M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶応義塾大学,横浜市
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of PSZ-Ti Functionally Graded Material by Spark Plasma Sintering and Its Fracture Toughness2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Fujii
    • 学会等名
      The 10th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      Jeonju, Korea
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spark Plasma Sintering Process in PSZ-Ti Composites2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shinohara
    • 学会等名
      The 10th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      Jeonju, Korea
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 静岡大学工学部機械工学科 東郷・島村・藤井研究室(材料創製・強度研究室)

    • URL

      http://http://mechmat.eng.shizuoka.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 静岡大学工学部機械工学科 東郷・島村・藤井研究室(材料創製・強度研究室)

    • URL

      http://mechmat.eng.shizuoka.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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