| 研究課題/領域番号 |
16H04228
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
橋田 俊之 東北大学, 工学研究科, 教授 (40180814)
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| 研究分担者 |
山本 剛 東北大学, 工学研究科, 准教授 (30436159)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2017年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価 / セラミックス / 焼結 / 高温特性 / トライボロジー特性 / 焼結助剤 |
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| 研究成果の概要 |
高温強度特性等に優れた窒化ケイ素の創製を目的として，非酸化物焼結助剤に関する物質探査と特性評価を行い，イットリウム系材料（Y2Si4N6C）を焼結助剤とする窒化ケイ素を世界に先駆けて作製することに成功した．1500℃までの曲げ強度を測定することにより，非酸化物焼結助剤を用いて焼結した窒化ケイ素セラミックスは酸化物焼結助剤（イットリア）におけるものより高温特性に優れることを明らかにし，粒界に存在する助剤の結晶性が非酸化物焼結助剤の場合の方が高いことが原因であることを示唆した．さらに，用いた非酸化物焼結助剤は熱伝導特性を低下させないこと，また水中での摩擦特性が良好であることを見出した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒化ケイ素において非酸化物焼結助剤を利用することで緻密な焼結体が得られること，ならびに高温強度特性が向上することを示したことは，世界で初めての試みであり，かつセラミックス科学の分野で重要な学術的知見を提供するものである．従来の窒化ケイ素焼結で用いられてきた酸化物焼結助剤では，高温領域で強度が著しく低下していた．本研究の成果は，この課題を克服するルートを提供するもので，高温セラミックス構造材料ならびに高温パワー半導体材料等への適用を大きく前進させるものである．また，開発された窒化ケイ素は良好な摩擦特性が得られていることから，高温摺動材料への応用が期待される．
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