| 研究課題/領域番号 |
19H02484
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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26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
且井 宏和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70610202)
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| 研究分担者 |
近藤 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (50357050)
原田 勝可 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 客員教授 (60552726)
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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 |
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | 化学気相析出 / 超高融点 / 非酸化物 / コーティング / レーザー / 耐酸化性 / 炭窒化タンタル / ホウ素 / 非酸化物セラミックス / ジルコニウム炭窒化物 / 炭窒化ホウ素 / 高速成膜 / 複合材 / 炭化ケイ素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、超高融点複合材の高速な化学気相成長技術を構築し、卓越した耐酸化性を有する超耐熱セラミックスコーティングを開発することを目的とする。初年度の2019年度は、高強度レーザーを援用した化学気相析出技術により遷移金属ホウ化物の高速コーティング技術を確立する。得られる高融点ホウ化物の単一相の気相成長技術に対し、炭化ケイ素との複合化を行い、均質で緻密な非酸化物系複合コーティング層の合成を目標とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、超高融点ホウ化物系複合材の高速化学気相析出により耐酸化性・超耐熱セラミックスコーティング層の開発を目的した。有機化合物原料を用い、高強度レーザーを援用した化学気相析出により、炭窒化ジルコニウム層、炭窒化ホウ素層、ホウ素含有炭窒化ジルコニウム層およびSiCとの複合層の高速成膜し、その微細構造や組成、化学結合状態を明らかにした。さらに、タンタル系の炭化物、ホウ素含有炭窒化物、SiCとの複合層の高速成膜にも成功した。これらタンタル系非酸化物層はジルコニウム系に比べて耐酸化性に優れ、また、ホウ素の添加やSiCとの複合化により高温酸化雰囲気での健全性の向上が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超高融点を持つ遷移金属系非酸化物セラミックス（Ultra-High-Temperature Ceramics: UHTC）は主に粉末冶金プロセスにより作製されたバルク材の研究開発が中心であったが、本研究では有機化合物を原料にした気相プロセスによりコーティング層の合成や複合化に成功し、従来のバルク材とは異なる構造や組成を明らかにした点は無機材料工学や薄膜工学の進展に貢献するものと考える。また、UHTCのコーティングは、構造部材として優位な炭素あ炭化ケイ素の繊維強化複合材へ適用可能であり、エンジンやリーディングエッジなど先進航空宇宙部材開発に資する技術になるものと期待できる。
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