| 研究課題/領域番号 |
19H02033
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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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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
長田 俊郎 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (50596343)
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| 研究分担者 |
尾崎 伸吾 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20408727)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 自己治癒材料 / セラミックス / 界面 / 破壊靭性 / き裂進展 / 強度 / 予測モデリング / 界面制御 / 有限要素法 / 自己治癒セラミックス / 破壊力学 / 材料組織学 / 焼結 / 界面設計 / 高温強度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，自己治癒性を格段に高度化する「治癒活性相」を配向性やアスペクト比を制御した結晶粒の粒界/界面に配置しき裂を誘導することで，強度-靱性-自己治癒を兼ねそろえた革新的セラミックス基複合材料を創生する．特に，緻密骨が持つような繰返し治癒を可能とするき裂誘導-治癒-き裂再誘導機能を新規着眼点とし，特性評価・予測手法の開発を同時に実施する。これにより、異物衝突損傷により破断しない次世代セラミックス動翼の設計指導原理の提案を実現する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，自己治癒性を格段に高度化する「治癒活性相」を配向性やアスペクト比を制御した結晶粒の粒界/界面に配置しき裂を誘導することで，強度-靱性-自己治癒を兼ねそろえた革新的セラミックス基複合材料を創生することを目的とした。新たに開発した自己治癒セラミックスは、高密度・高配向性を有する新規自己治癒セラミックスであり、曲げ強度及び破壊靭性（き裂発生）は、ベンチマーク材を凌駕する世界最高の特性を有することを確認した。更に、AE＋DIC＋き裂進展試験＋有限要素法を組み合わせた新規靭性評価手法を提案し、靭性値が低いセラミックスであっても、破壊靭性値及びR挙動を高精度に評価可能であることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自己治癒性を格段に高度化する「治癒活性相」を配向性やアスペクト比を制御した結晶粒の粒界/界面に配置することで、強度-靱性に優れた新規セラミックス基複合材料を創生できたことが本研究の成果であり、学術的意義は高い。また、自己治癒速度論の提案や、セラミックスの破壊（ばらつき）及びき裂進展現象に関する予測モデルを提案できたことは、今後、自己治癒セラミックスを社会実装していく上で、極めて大きな社会的意義を持つと考えている。
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