| 研究課題/領域番号 |
17760562
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
中尾 航 横浜国立大学, 工学研究院, 助手 (60361870)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2006年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | 自己き裂治癒 / 構造用セラミックス / セラミックス基複合材料 / 自己複合化 / ナノコンポジッド / 高温強度 / インテリジェント材料 / 機械材料 / 自己き裂治癒能力 |
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| 研究概要 |
炭化ケイ素のナノ化とき裂治癒が有効な温度領域の関係を調査した。炭化ケイ素のナノ化は、き裂治癒現象を導く炭化ケイ素の酸化反応をより低温度から活性にすることが可能であり、また、より高温度域で母材のすべり変形を抑制することが可能であると考えられる。このため、次式に示す自己複合化反応を用いてアルミナ/炭化ケイ素ナノコンポジッドの作成を行った。
3(3Al_2O_32SiO_2)+8Al+6C=13Al_2O_3+6SiC
この手法を用いることで、10nmから30nmの粒径を持つ炭化ケイ素ナノ粒子をアルミナ粒内に生成することに成功した。この大きさは、市販の炭化ケイ素粒子の十分の1以下に相当する。このアルミナ/炭化ケイ素ナノ粒子は、1223K、10hの大気中熱処理によって、表面長さ100μmの半楕円き裂を完全に治癒することが可能であった。これは、既存のアルミナ/炭化ケイ素複合材において同様の現象を引き起こすのに比べ250K低い温度である。しかしながら、アルミナ/炭化ケイ素ナノコンポジッドの耐熱限界温度はアルミナ/炭化ケイ素複合材の耐熱限界温度と同じであった。以上のことから、本研究で開発したアルミナ/炭化ケイ素ナノコンポジッドは1223Kから1573Kの温度範囲においてき裂治癒が有効な構造材料として活用できることが分かった。これは、既存のアルミナ/炭化ケイ素複合材に比べ250K広い。
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