耐環境性セラミックス材料のナノ構造制御と材料創製

2017 年度 研究成果報告書

• 研究領域: ナノ構造情報のフロンティア開拓－材料科学の新展開
• 研究課題/領域番号: 25106008
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 一般財団法人ファインセラミックスセンター
• 研究代表者: 北岡 諭 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (80416198)
• 研究分担者: 森分 博紀 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主席研究員 (40450853)
• 連携研究者: 松平 恒昭 一般財団法人ファインセラミックスセンター, 材料技術研究所, 特任主席研究員 (10466287) ; 橋本 雅美 一般財団法人ファインセラミックスセンター, 材料技術研究所, 上級研究員 (20450851) ; 桑原 彰秀 一般財団法人ファインセラミックスセンター, ナノ構造研究所, 主任研究員 (30378799) ; 和田 匡史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, 材料技術研究所, 上級研究員 (30426506) ; 木村 禎一 一般財団法人ファインセラミックスセンター, 材料技術研究所, 主任研究員 (10333882) ; 小川 貴史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, ナノ構造研究所, 上級研究員補 (90515561) ; 小西 綾子 一般財団法人ファインセラミックスセンター, ナノ構造研究所, 研究員補 (80759572)
• 研究期間 (年度): 2013-06-28 – 2018-03-31
• キーワード: セラミックス / 構造・機能材料 / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 工業

研究成果の概要

セラミックス材料の表面、粒界、点欠陥、添加元素等に関するナノ構造情報を基に、物質移動や表面電位極性を的確に制御することで、従来性能を凌駕する耐環境性セラミックス材料の設計指針を示した。具体的には、耐熱材料の酸化保護膜として使用される酸化物アルミニウム膜等の粒界を介したガス遮蔽性能の向上や、チタン上に形成する酸化チタン膜の生体活性能の向上を図った。また、統計的機械学習と第一原理計算を組み合わせることにより、プロトン伝導性の酸化物電解質の性能向上に資するナノ構造情報を効率的に探索する手法を提案した。さらに、第一原理計算を用いて、セラミックス薄膜の強誘電性発現機構を解析した。

自由記述の分野

ナノ構造体の機能設計