ナノ秒技術とナノテクの融合による無機材料配向焼結手法の開発

• 研究課題/領域番号: 24246108
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 中山 忠親 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10324849)
• 研究分担者: 末松 久幸 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30222045) ; 関野 徹 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20226658) ; 安田 公一 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20191306) ; 和田 匡史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, 研究員 (30426506) ; 床井 良徳 長岡工業高等専門学校, 助教 (80572742)
• 研究期間 (年度): 2012-10-31 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円); 2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2013年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2012年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
• キーワード: ナノ秒パルス電源 / 配向制御 / 成型プロセス / セラミックスプロセス / 無機材料科学 / ナノ秒パルス / セラミックスプロセッシング / 成型技術 / セラミックス / 製造プロセス

研究成果の概要

ナノ秒パルス電源を用い、スラリー状のセラミックス粒子の超高電場中成型プロセスと、超高電場を印加しながら加熱する事の出来るプロセスの2つの高電圧印加プロセスを開発することに成功した。このプロセスを用いることで、BN、カーボンナノシート、カーボンナノチューブ、バリウムフェライト、チタニアナノチューブなど様々なセラミックスフィラーを配向成型させることに成功した。更に、こうして得られた成型体を焼成することによって、焼結体の合成にも成功した。ナノ秒技術とナノテクを融合させることにより、新規なセラミックスプロセスの提案とその実証に成功し、それを裏付けるための構造解析技術の深化が成し遂げられた。

研究成果

• [雑誌論文] Novel electrothermodynamic power generation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kim, Y.a , Kim, J.a, Yamanaka, S.a, Nakajima, A.a, Ogawa, T.a, Serizawa, T.a, Tanaka, H.a , Baba, M.b, Fukuda, T.c, Yoshii, K.c, Takeda, M.b, Yamada, N.b, Nakayama, T.b, Niihara, K.b a
  • 雑誌名: Advanced Energy Materials 巻: n 号: 13 ページ: 1401942-1401942
  • DOI: 10.1002/aenm.201401942
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of molten-metal corrosion resistant yttria-based refractory by hot-pressing and densification (2014)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, S.T.a , Nakayama, T.a , Suematsu, H.a, Suzuki, T.a, Nanko, M.b, Cho, H.-B.a, Huynh, M.T.T.a, Jiang, W.a, Niihara, K.
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: n 号: 9 ページ: 2651-2662
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.02.023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of the Nanosecond Pulse and Direct Current Charging to Develop the Strongly Charged Electret (2014)
  • 著者名/発表者名: Awaya, K., Mitsuhashi, M., Sakashita, T., Byungjin, H., Nakayama, T., Jiang, W., Tokuchi, A., Suzuki, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Ceramic Transactions 巻: 250 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1002/9781118996652.ch1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanomechanical and optical properties of yttrium thin films by magnetron sputtering (2014)
  • 著者名/発表者名: Ramaseshan, R.a , Tripura Sundari, S.a, Balamurugan, A.K.a, Dash, S.a, Tyagi, A.K.a, Sato, Y.b, Nakayama, T.b, Suematsu, H.b
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 39 号: 11 ページ: 3086-3089
  • DOI: 10.1364/ol.39.003086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of exchange bias in Co2FeAl0.5Si 0.5 Heusler alloy layers (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirohata, A.ab , Izumida, K.c, Ishizawa, S.c, Sagar, J.d, Nakayama, T.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4868601
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of C_xSr_2Ca_<(n-1)>Cu_nO_z superconductors using high-pressure-synthesized Sr_2Ca_<(n-1)>Cu_nO_y precursors (n = 2,4) (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Aoba, Tsuneo Suzuki, Tadachika Nakayama, Hisayuki Suematsu, and Koichi Niihara
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.53 号: 2S ページ: 02BC06-02BC06
  • DOI: 10.7567/jjap.53.02bc06
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional structural control and analysis of hexagonal boron nitride nanosheets assembly in nanocomposite films induced by electric field concentration (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujihara, T., Cho, H.-B. , Kanno, M., Nakayama, T. , Suzuki, T., Jiang, W., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 2S ページ: 02BD12-02BD12
  • DOI: 10.7567/jjap.53.02bd12
  • NAID: 210000143382
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transition temperatures and irreversibility-field properties of (Cu 1-xCx)Sr2CaCu2O7-δ superconductors with precisely controlled oxygen contents (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibaoka, S. , Aoba, T., Suzuki, T., Nakayama, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 2S ページ: 02BC09-02BC09
  • DOI: 10.7567/jjap.53.02bc09
  • NAID: 210000143357
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Determining factor of median diameter in intermetallic compound nanoparticles prepared by pulsed wire discharge (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagasawa, S.a , Koishi, T.a, Tokoi, Y.b, Suzuki, T.a, Nakayama, T.a, Suematsu, H.a, Niihara, K.a
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 2S ページ: 02BD07-02BD07
  • DOI: 10.7567/jjap.53.02bd07
  • NAID: 210000143377
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of BN nanosheet/nanotube-Fe nanocomposites by pulsed wire discharge and high-temperature annealing (2014)
  • 著者名/発表者名: He, L.F. , Shirahata, J., Suematsu, H., Nakayama, T. , Suzuki, T., Jiang, W., Niihara, K.
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 117 ページ: 120-123
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2013.12.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of superconducting yttrium barium copper oxide using sulphur-containing templates (2014)
  • 著者名/発表者名: Boston, R.ab, Awaya, K.c, Nakayama, T.c, Ogasawara, W.c, Hall, S.R.a
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 4 号: 51 ページ: 26824-26828
  • DOI: 10.1039/c4ra04745a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Densely packed linear assembles of carbon nanotube bundles in polysiloxane-based nanocomposite films (2013)
  • 著者名/発表者名: Cho, H.-B., Huynh, M.T.T., Nakayama, T., Nguyen, S.T., Suematsu, H., Suzuki, T., Jiang, W., Tanaka, S., Tokoi, Y., Lee, S.W., Sekino, T., Niihara, K.
  • 雑誌名: Journal of Nanomaterials 巻: 2013 号: 1 ページ: 5643071-6
  • DOI: 10.1155/2013/564307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of copper nanoparticles by pulsed wire discharge in water (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokoi, Y., Nagasawa, S., Suematsu, H., Cho, H.-B., Nakayama, T., Niihara, K.
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 761 ページ: 121-124
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.761.121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Linear assembly of oxidized surface treated nanodiamonds in polymer-based nanohybrids by electric field inducement (2013)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, S.T., Cho, H.-B., Nakayama, T., Huynh, M.T.T., Suematsu, H., Suzuki, T., Jiang, W., Tanaka, S., Tokoi, Y., Niihara, K.
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 761 ページ: 107-111
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.761.107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial Growth of Chromium Oxynitride Thin Films on Magnesium Oxide (100) Substrates and Their Oxidation Behavior (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K., Endo, T., Fukushima, T., Sato, A., Suzuki, T., Nakayama, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 54 号: 10 ページ: 1957-1961
  • DOI: 10.2320/matertrans.MAW201310
  • NAID: 10031201548
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidation of nanodiamonds and modulation of their assembly in polymer-based nanohybrids by field-inducement (2013)
  • 著者名/発表者名: Cho, H.-B., Nguyen, S.T., Nakayama, T., Huynh, M.T.T., Suematsu, H., Suzuki, T., Jiang, W., Rozali, S.B., Tokoi, Y., Park, Y.-H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 48 号: 12 ページ: 4151-4162
  • DOI: 10.1007/s10853-013-7228-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Particle size determining equation in metallic nanopowder preparation by pulsed wire discharge (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokoi, Y., Cho, H.-B., Suzuki, T., Nakayama, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 5R ページ: 55001-55001
  • DOI: 10.7567/jjap.52.055001
  • NAID: 210000142166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of oxygen content with oxygen gas introduction in Cr(N,O) thin films prepared by pulsed laser deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, K., Endo, T., Fukushima, T., Sato, A., Suzuki, T., Nakayama, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Ceramic Engineering and Science Proceedings 巻: 33 ページ: 225-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled linear assemblies of graphite flakes anchoring polysiloxane-based nanocomposite films and enhancement of thermal properties (2013)
  • 著者名/発表者名: Cho, H.-B., Yanahara, S., Nakayama, T., Suematsu, H., Suzuki, T., Jiang, W., Tanaka, S., Tokoi, Y., Park, Y.-H., Kim, B.S., Lee, S.W., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 28005-28005
  • NAID: 210000141849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controlled linear assemblies of graphite flakes anchoring polysiloxane-based nanocomposite films and enhancement of thermal properties (2013)
  • 著者名/発表者名: H.B. Cho
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 2R ページ: 306-313
  • DOI: 10.7567/jjap.52.028005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyepoxide-based nanohybrid films with self-assembled linear assemblies of nanodiamonds (2012)
  • 著者名/発表者名: H.B. Cho
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 60 号: 20 ページ: 7249-7257
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2012.09.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] 誘電泳動により作製したTiO_{<font size="-1">2</font>}ナノチューブ電界効果トランジスタの電気伝導 (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ishii
  • 雑誌名: 材料 巻: 61 号: 9 ページ: 766-770
  • DOI: 10.2472/jsms.61.766
  • NAID: 130002084925
  • ISSN: 0514-5163, 1880-7488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promotion of grain growth in NiFe2O4 by annealing with oleic acid (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Kurosawa
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: 12 ページ: S68-S70
  • DOI: 10.1016/j.cap.2012.02.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of controlled linear assemblies of graphite flakes in polysiloxane-based nanocomposite films and enhancement of thermal property (2012)
  • 著者名/発表者名: H.B. Cho
  • 雑誌名: Technical Proceedings of the 2012 NSTI Nanotechnology Conference and Expo, NSTI-Nanotech 2012 巻: 1 ページ: 490-493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of nanosized alumina powders by pulsed wire discharge in air flow atmosphere (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ishihara
  • 雑誌名: Ceramics International 巻: 38 号: 6 ページ: 4477-4484
  • DOI: 10.1016/j.ceramint.2012.02.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of ferromagnetic nickel ferrite nanofibers via electrospinning with iron acetate as an iron precursor (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Zhang
  • 雑誌名: Metals and Materials International 巻: 18 号: 3 ページ: 505-508
  • DOI: 10.1007/s12540-012-3019-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field-assisted fabrication of linearly stretched bundles of microdiamonds in polysiloxane-based composite material (2012)
  • 著者名/発表者名: H.B. Cho
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 26 ページ: 7-14
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2012.03.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on structure of heat-treated fullerene nanowhiskers and their field electron emission characteristics (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Asaka, T.Nakayama, K.Miyazawa, Y.Saito
  • 雑誌名: Surface and Interface Analysis 巻: 44 号: 6 ページ: 780-783
  • DOI: 10.1002/sia.3868
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of refined SiC patterns from imprinting of partially cross-linked solid polycarbosilane (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Zhang
  • 雑誌名: Journal of the American Ceramic Society 巻: 95 号: 5 ページ: 1530-1535
  • DOI: 10.1111/j.1551-2916.2011.05067.x
  • 査読あり
• [学会発表] ナノ秒パルス電場によるハイブリッド材料中のフェライト配向手法の開発と構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 18)管野成修、趙 洪栢、Huynh Tan Minh Triet、中山忠親、鈴木常生、末松久幸
  • 学会等名: 紛体粉末冶金協会平成26年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2014-06-03
• [学会発表] ナノ秒パルス電場によるハイブリッド材料中のナノカーボン配向手法の開発と構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 17)Huynh Diep Phuoc、趙 洪栢、Huynh Tan Minh Triet、中山忠親、鈴木常生、末松久幸、新原皓一
  • 学会等名: 紛体粉末冶金協会平成26年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2014-06-03
• [学会発表] Densely-Packed Linear Assebles of BN Nanosheets in Polymeric Nanocomposites (2013)
  • 著者名/発表者名: Hong Baek Cho , Tadachika Nakayama, Hisayuki Suematsu, Tsuneo Suzuki, Weihua Jiang and Koichi Niihara
  • 学会等名: The 5th Asia-Oceania Ceramic Federation (AOCF) Conference
  • 発表場所: International Conent Center, Korea
• [学会発表] グラファイトナノシート(GNs)-Fe2O3複合体の作製と構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: Huynh Diep Phuoc, Huynh Tan Minh Triet, Hong Baek Cho, 中山忠親、末松久幸、鈴木常生、江 偉華、新原皓一
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡グランドホテル
• [学会発表] (K0.5Na0.5) NbO3強誘電体の作製と評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石澤 諒、中山忠親、鈴木常生、末松久幸、新原皓一
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡グランドホテル
• [学会発表] パルス電圧を用いた強誘電体の分極処理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂下 翼、中山忠親、鈴木常生、末松久幸、新原皓一
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡グランドホテル
• [学会発表] 3Dリソグラフを用いたセラミックマイクロ構造体の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 秋山裕幸、中山忠親、高橋 勉、山田 昇、吉武裕美子
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡グランドホテル
• [学会発表] 有機-無機ハイブリッドにｐける六方晶窒化ホウ素の構造制御および３次元構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 51) 藤原健志、管野成修、趙 洪栢、中山忠親、鈴木常生、末松久幸、新原皓一
  • 学会等名: 平成25年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 長岡グランドホテル
• [学会発表] Developing Yttria-based Ceramics Having High Liquid Metal Corrosion Resistance (2013)
  • 著者名/発表者名: Son Thanh Nguyen , Tadachika Nakayama, Shaifulazuar Bin Rozali, Hisayuki Suematsu, Tsuneo Suzuki, Weihua Jiang, Satoshi Amarume, Lingfeng He, Koichi Niihara
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2013(MS&T’13)
  • 発表場所: Palais des congr&egrave;s, Canada
• [学会発表] Fabrication and Evaluation of Cup-Stacked Carbon Nanotubes/Polymer Nanocomposite as Film-Type electrode sensor with Micro Thickness (2013)
  • 著者名/発表者名: Minh Triet Tan Huynh and Tadachika Nakayama
  • 学会等名: The 4th International Workshop on Nanotechnology and Application &#8211; IWNA2013
  • 発表場所: Rex Hotel, Vung Tau, Vietnam
• [図書] 粉体工学ハンドブック (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山 忠親
  • 総ページ数: 776
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] コンポジット材料の混練・コンパウンド技術と分散・界面制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中山 忠親
  • 総ページ数: 924
  • 出版者: 技術情報協会