| 研究課題/領域番号 |
19H02450
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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26030:複合材料および界面関連
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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 |
垣澤 英樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (30354137)
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| 研究分担者 |
和田 匡史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 上級研究員 (30426506)
下田 一哉 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (40512033)
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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: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 酸化物セラミックス基複合材料 / 過熱水蒸気処理 / ネック成長 / 高強度化 / 酸化物系セラミックス基複合材料 / 機械的性質 / クリープ / 水蒸気処理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
安価でジェットエンジンの燃焼ガス雰囲気下の耐環境性に優れる酸化物系セラミックス基複合材料は民間用航空機エンジンへの適用が決定的となっている。しかし、マトリックスが多孔質で強度と高温クリープ特性が劣るため、使用部位は排気ノズル部に限定されている。本研究では、過熱水蒸気雰囲気を利用したマトリックスの揮発・再凝縮現象により多孔質マトリックスのネック部を強化し、機械的性質を改善する。
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| 研究成果の概要 |
酸化物セラミックス基複合材料（Ox/Ox）の多孔マトリックス（母相）を高強度化するため、過熱水蒸気雰囲気で焼結を行う研究を行った。マトリックス原料となる微細アルミナ粉末を過熱水蒸気雰囲気で焼結した材料は、原料粉末間の接点であるネック部が成長し粉末同士の結合が強化され、大気中で焼結した材料よりも高い強度を示した。強化繊維とマトリックスの固着を防ぐジルコニアコーティングの開発も行った。開発した技術を統合し、マトリックスを強化したOx/Oxを作製することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
過熱水蒸気雰囲気で焼結を行いま高マトリックスのネック部のみを強化することで、マトリックスを緻密化せず（軽量なまま）に高強度化することに成功した。過熱水蒸気雰囲気下でのセラミックスの腐食現象を逆手にとって高強度化に利用し、その効果を実証した点に学術的な意義がある。Ox/Oxは航空機の燃費改善のため近年ジェットエンジンの排気部で実機適用が始まっている材料であり、今後も用途の拡大が期待されている。Ox/Oxの高強度化につながる本研究は低環境負荷を求める社会的要請にとっても大きな意義を持つ。
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