ユビキタス元素を用いた高性能3元系炭窒化物セラミミックスの創製

• 研究課題/領域番号: 26630372
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 目 義雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能材料研究拠点, 特命研究員 (00354217)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 非酸化物セラミックス / 配向 / 焼結 / 力学特性 / コロイド成形 / 粉体 / 配向体 / MAX相セラミックス / 高強度 / 高靱性 / 非酸化物

研究成果の概要

ユビキタス元素のみからなるTi-Al(Si)-C(N)系MAX相を対象に配向積層体を作製し、強度、靭性の優れた材料系を提示することを目的とした。
代表的なMAX相炭化物であるTi3SiC2およびAl2O3を添加したTi3SiC2の配向体を強磁場中コロイド成形およびパルス通電加熱により作製し、配向体化およびをAl2O3添加により強度・靱性は向上することを明らかにした。また、Ti2AlNについても配向化により、強度・靱性は向上し、摩耗特性も向上した。さらに、従来MAX相のXがBでも熱力学的計算により安定相が存在すること、MAX相の相関元素が溶出したMxenes2次元化合物の特性の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] 微粉体プロセスの高度化による高次構造制御セラミックスの創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 目義雄
  • 雑誌名: 粉砕 巻: 58 ページ: 3-10
  • NAID: 130007495425
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mo2Ga2C: A new ternary nanolaminated carbide (2015)
  • 著者名/発表者名: HU Chunfeng, C. C., Tao Q, Lu J, Halim J, Sun L, Zhan J, Wang J, Yang J, Anasori B, Y. Sakka, L. Hultman, Rosen J, Ekulund P, Barsoum MW
  • 雑誌名: Chem.Comm.. 巻: 51 号: 30 ページ: 6560-6563
  • DOI: 10.1039/c5cc00980d
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deflocculation and stabilization of Ti₃SiC₂ ceramic powder in gelcasting process (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Idzkowska, K. Sato, Y. Sakka, Warsaw UT
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 123 号: 1443 ページ: 1010-1017
  • DOI: 10.2109/jcersj2.123.1010
  • NAID: 130005106918
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tailoring Ti3AlC2 ceramic with high anisotropic physical and mechanical properties (2015)
  • 著者名/発表者名: H.B.Zhang, C.F.Hu, K. Sato, S. Grasso, M. Estili, S.Q. Guo, K. Morita, H. Yoshida, T. Nishimura, T. S. Suzuki, M. W. Barsoum, B. N. Kim, Y. Sakka
  • 雑誌名: J. Europ. Ceram. Soc. 巻: 35 ページ: 393-397
  • 査読あり
• [雑誌論文] 磁場中スリップキャストとパルス通電焼結によるTi2AlN配向体の創製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 武舍翔太郎, 佐藤仁俊, 鈴木達, 藤本憲次郎, 目義雄
  • 雑誌名: 粉体および粉末冶金 巻: 61 ページ: 538-543
  • NAID: 130004705370
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of textured Ti₃SiC₂ ceramic by slip casting in a strong magnetic field and pressureless sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Mishra, H. Hirano, T. Suzuki, Y. Sakka
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 122 号: 1429 ページ: 817-821
  • DOI: 10.2109/jcersj2.122.817
  • NAID: 130004951027
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Pressureless Sintering and Reaction Mechanisms of Ti3SiC2 Ceramics (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Mishra, H. Hirano, C. Hu and Y. Sakka
  • 雑誌名: J. Am. Ceram. Soc. 巻: 97 号: 5 ページ: 1407-1412
  • DOI: 10.1111/jace.12903
  • 査読あり
• [学会発表] Preparation and some properties of textured Ti2AlN ceramics (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Musha, K. Sato, T. Suzuki, Y. Sakka
  • 学会等名: European Ceramic Society 2015
  • 発表場所: Toredo, Spain
  • 年月日: 2016-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Ti3SiC2系MAX相セラミックス配向体の作製とその力学特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 打田 雄一、武舎翔太郎、 森田孝治、 鈴木達、 西村聡之、 藤本憲次郎、目義雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2016年年会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 磁場中スリップキャストによるTi2AlN配向体の作製とその特性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武舍 翔太郎, 笠原 章, 土佐 正弘, 鈴木 達, 西村 聡之, 藤本 憲次郎, 目 義雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2016年年会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2016-03-14
• [学会発表] 強磁場を利用したセラミック配向体の作製とその特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 目義雄
  • 学会等名: 第16回バルクセラミックス研究会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2016-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] 強磁場中コロイド成形による配向セラミックスの作製とその特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 目義雄
  • 学会等名: 2015年度第3回 多次元拘束磁場の発生と物質応答に関する調査研究会
  • 発表場所: 早稲田大学、東京
  • 年月日: 2016-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] Texture developing and some properties of feeble magnetic ceramics (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka
  • 学会等名: EMN Meeting/Ceramics
  • 発表場所: 香港
  • 年月日: 2016-01-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of Electric current activated/assisted sintering (ECAS) (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka
  • 学会等名: 32nd International Japan-Korea Seminar on Ceramics
  • 発表場所: 長岡市
  • 年月日: 2015-11-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication and some properties of Textured MAX phase Ceramics (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, S. Musha, T. Suzuki
  • 学会等名: 3rd International Conference on Powder Metallurgy in Asia
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2015-11-08
  • 国際学会
• [学会発表] Texture developing and some properties of feeble magnetic ceramics (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, C. Hu, T. Suzuki, T. Uchikoshi
  • 学会等名: PACRIM 11
  • 発表場所: 済州島、韓国
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fabrication and some properties of Textured MAX phase Ceramics (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, S. Musha, K. Sato, C. Hu, T. Suzuki
  • 学会等名: ICCC
  • 発表場所: 倉敷
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] 磁場中スリップキャストによるTi2AlN配向体と特性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 武舍翔太郎, 鈴木達, 藤本憲次郎, 目義雄
  • 学会等名: 材料科学会年会
  • 発表場所: 工学院大学、東京
  • 年月日: 2015-06-05
• [学会発表] Fabrication of advanced ceramics by electric current activated/assisted sintering (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, M. Estili, C. Hu, K. Sato, G. Salvatore
  • 学会等名: Engineering Ceramics 2015
  • 発表場所: The Castle of Smolence, Slovakia
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 微粒子プロセスの高度化による多機能材料の創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 目 義雄
  • 学会等名: 応用物理学会春期大会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-03-12
  • 招待講演
• [学会発表] Texture developing and some properties of feeble magnetic ceramics by colloidal processing in a strong magnetic field (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, T. Suzuki, T. Uchikoshi
  • 学会等名: Materiaux2014
  • 発表場所: フランス、モンペリエ
  • 年月日: 2014-11-24 – 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] MAX相セラミックスのコロイド成形（スリップキャスト、ゲルキャスト、電気泳動堆積）と配向体の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 目 義雄
  • 学会等名: 日本学術振興会先進セラミックス第124委員会第146回会議
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2014-09-30
• [学会発表] Fabrication of textured MAX phase ceramics through colloidal processing in strong magnetic field and subsequent sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, K. Sato, C. Hu, T. Suzuki
  • 学会等名: Sintering 2014
  • 発表場所: ドイツ、ドレスデン
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-28
• [学会発表] Fabrication of textured MAX phase ceramics through colloidal processing in strong magnetic field and subsequent sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, K. Sato, S. Musha, C. Hu, T. Suzuki
  • 学会等名: The 5th International Congress on Ceramics (ICC5)
  • 発表場所: イタリア、モンテカティーニ
  • 年月日: 2014-08-17 – 2014-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] Texture developing and some properties of feeble magnetic ceramics (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakka, K. Sato, C. Hu, T. Suzuki, T. Uchikoshi
  • 学会等名: MAP6
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-08 – 2014-07-10
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication and some properties of textured Ti2AlN ceramic by slip casting in a strong magnetic field and spark plasma sintering (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Musha, K. Sato, C. Hu, T. Suzuki, Y. Sakka
  • 学会等名: MAP6
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2014-07-08 – 2014-07-10
• [備考] SAMURAI
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/SAKKA_Yoshio-j.html
• [備考] NIMS Researcher Database SAMURAI
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/SAKKA_Yoshio-j.html