超高温セラミックスUHTCの高強度高靭性化－新規材料設計戦略の開拓

• 研究課題/領域番号: 23K17338
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 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
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 乾 晴行 京都大学, 工学研究科, 教授 (30213135)
• 研究期間 (年度): 2023-06-30 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円); 2025年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円); 2024年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2023年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 超高温セラミックス / 遷移金属硼化物 / 遷移金属炭化物 / 強度 / 破壊靭性

研究開始時の研究の概要

宇宙往還機や極超音速旅客機の開発に向け，大気圏突入時の超高温にも耐える超高温セラッミクス（UHTC）に更なる高性能を付与すべく，その主構成相たる遷移金属（TM）硼化物TMB2あるいは炭化物TMCの高強度，高靭性化を実験，理論計算の両面から探り，高性能UHTCの材料設計指針の確立を目指す．具体的は，UHTCの硬度・強度が金属材料お固溶強度と同様に平均原子変位（MSAD）により記述できるか，また，変形能・破壊靭性が転位運動の難易を支配するその移動経路のエネルギー勾配を記述子として予測し得るかを検証し，ハイエントロピー化の観点から高性能UHTCの材料設計指針の確立を目指す．