研究課題/領域番号 |
22K18901
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
研究代表者 |
武藤 浩行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20293756)
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研究分担者 |
TAN WAIKIAN 豊橋技術科学大学, 総合教育院, 准教授 (10747695)
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研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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キーワード | 導電性セラミックス / コアシェル複合顆粒 / 顆粒化 / 粉末冶金法 / カーボンナノチューブ / 複合化 / 粒子設計 |
研究開始時の研究の概要 |
粉末をプレス成形して、焼結することでバルク体を製造する粉末冶金技術は産業界では汎用的に用いられモノづくりの基本となっている。さらに、マトリックスに添加物を分散させ複合化させることで、更なる特性向上が見込まれる(複合材料)。しかしながら、従来プロセスでは、マトリックス粒子と添加粒子を「均一に」添加物が分散した微構造しか得ることができず、電気伝達のための経路(パーコレーション構造)を効率よく連続相を導入することができない。本研究では、より少ない添加量(パーコレーション閾値の低減)で、確実なパーコレーション構造をデザインすることができる革新的な粉末冶金プロセスの確立に挑戦する。
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研究実績の概要 |
粉末をプレス成形して、焼結することでバルク体を製造する粉末冶金技術は産業界では汎用的に用いられモノづくりの基本となっている。さらに、マトリックスに添加物を分散させ複合化させることで、更なる特性向上が見込まれる(複合材料)。従来の複合材料の作製プロセスでは、マトリックス粒子と添加粒子を機械的に混合し「均一に」添加物が分散した微構造を目指すことになるが、ある規則性を持った配列で添加物を導入することは不可能である。例えば、セラミックスに導電性を付与したい場合、電気伝達のための経路(パーコレーション構造)を導入する必要がある。この場合、「均一」に導入しても意味がなく、添加物を連続的に「偏析」させて効率よく連続相を確保することが重要となる。本研究では、このように、より少ない添加量(パーコレーション閾値の低減)で、確実なパーコレーション構造をデザインすることができる革新的な粉末冶金プロセスの確立に挑戦している。 初年度はパーコレーション構造導入のために重要な基本要素である顆粒の品質向上を目指した。導電性に関与しないコア部(セラミック粒子)と導電性を付与するシェル部(セラミックス粒子と導電性ナノ物質)から構成されるコアシェル複合顆粒を作製した。特に、単分散性、充填性を確立するための基礎検討を行なった。導電性物質であるカーボンナノチューブの分散技術を確立できたことで、単分散性の高いコアシェル複合顆粒を作製することができた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初計画した構造のコアシェル複合顆粒を作製することができており、加えて導電物質の添加量の制御方法も確立しつつあることから予定を上回り前倒しで進捗している。
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今後の研究の推進方策 |
導電性物質の添加量をさらに低減するためには、コアシェル複合顆粒のコア部とシェル部の割合を自由に制御する必要がある。そこで当初計画では想定していなかったが、焼結体の作製と並行して、コアシェル顆粒のさらなる構造制御にも取り組む計画である。
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