機能性材料の開発とその特性評価に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06045034
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 河野 清 徳島大学, 工学部, 教授 (00035594)
• 研究分担者: ダーンレイ P.A. オークランド大学, 工学部, 講師 ; ハイランド M.M. オークランド大学, 工学部, 講師 ; フェンウィック R.C. オークランド大学, 工学部, 教授 ; メトソン J.B. オークランド大学, 理学部, 助教授 ; ファーガソン W.G. オークランド大学, 工学部, 副教授 ; シャープ R.M. オークランド大学, 工学部, 教授 ; 酒井 士郎 徳島大学, 工学部, 教授 (20135411) ; 村上 理一 徳島大学, 工学部, 教授 (00112235) ; 水口 裕之 徳島大学, 工学部, 教授 (00035651) ; 英 崇夫 徳島大学, 工学部, 教授 (20035637) ; 中林 一朗 徳島大学, 工学部, 教授 (70035624) ; 多木 敏彦 徳島大学, 工学部, 教授 (10035602)
• キーワード: 機能性材料 / 高強度コンクリート / 機能性薄膜 / 燃料電池電極 / GaAs発光素子 / ダイヤモンド薄膜

研究概要

本研究は、平成6年度、平成7年度及び平成8年度の3年間にわたり、研究課題「機能性材料の開発とその特性評価に関する研究」について徳島大学工学部とオ-クランド大学工学部の機械工学、化学、電気・電子工学、物理学の研究者が相互に連携しながら行ったものである。
本研究において得られた研究成果の概要は次のとおりである。
1)ダイヤモンド薄膜やダイヤモンド状炭素膜が機械部品に適用できる可能性を探る研究が実施できた。マイクロ波プラズマCVDにおけるダイヤモンド薄膜の創製が純チタン表面にできるようになった。また、チタン酸カリウムウイスカーにプラズマを照射して新しい物質を創製できた。これは機械部品にダイヤモンド薄膜を適用する可能性を飛躍的に高めた成果である。このような金属表面にダイヤモンドができる前に浸炭過程が前過程として存在し、効率良くダイヤモンド薄膜を作製する条件を見い出した。ダイヤモンド薄膜を創製するとき、ダイヤモンドと同時にアモルファスカーボン膜が形成されることがある。このアモルファスカーボン膜を除去することがより純度の高いダイヤモンドを形成することに不可欠である。そのため、メタン-水素混合ガスに酸素を加えてダイヤモンドの純度を高めることを試みた。さらに、純チタン表面にダイヤモンドができる素過程を詳細に検討して、金属表面にダイヤモンドが形成される過程を明らかにした。
2)機能性の高い高強度コンクリート材を開発することができるようになってきた。フライアッシュを利用した高流動性コンクリートの開発にめどをつけた。この技術を炭素繊維を配合した高強度コンクリート材の開発にも適用して十分な成果を得た。これはフライアッシュとコンクリートとの界面を十分に制御することによって実現した。
3)機能性の高い燃料電池用電極の開発が可能になってきた。
4)MOCVDによりGaN上にホモエピタキシャル成長したGaNからの放射を初めて観察した。
シリコン半導体の基板にGaAsの発光素子を安定した状態で蒸着し、ガリウムヒ素、シリコン混在型ICの作製に成功した。

研究成果

• [文献書誌] W.G.Ferguson: "The effects of residual stresses on the fatigue behaviour of rectangular hollow sections" Mat.Forum. 17. 395-401 (1994)
• [文献書誌] R.Murakami et al.: "On Adhesion and Friction Wear behaviour of Thin Film TiN Laminated Layers Produced by Dynamic Mixing Method" JSME Inter-J-,Ser.C. 39・2. 332-339 (1996)
• [文献書誌] I.Nakabayashi et al.: "Effect of Atomosphere on the Pyrolysis Process of Basic Calcim Cabonate" J.Ceram.Soc.,Japan. 103. 240-244 (1995)
• [文献書誌] T.Hanabusa et al.: "Residaal Stresses in Alumiinium Nitride Films Deposited on Glass Substrate by Magnetron Sqperttering Method" Procs.4th Inter.Conf-on Residual Stresses. 631-639 (1994)
• [文献書誌] S.Sakai et al.: "Selective Latenal Growth Mechanism of GaAs by Liquid-Phase Epitary" Japan J.Appl.Phys.33・1. 23-27 (1994)
• [文献書誌] K.Kohno et al.: "Strength of Mertar and Concrete Using Together FlyAsh,Silica Fume andBlast-Furnace Slag" Procs.5th CANMET/AC1 Inter.Conf-on Fly Ash,silica Fume,Slag and Natural Pozzolams in Concrete.729-740 (1995)