研究課題
前年度までの研究により、鋳込み成形および金型プレス成形を対象として、形成される形成体の微構造とセラミックス原料スラリーの特性を相関づけ、成形体微構造最適化のための新たなスラリー評価法として遠心圧密法が有用であることを、広範囲な実験により実証してきた。これらの評価技術を基に本年度では、遠心沈降場を利用した重心移動量測定装置をベースとして、ファインセラミックス成形体微構造最適化のための実用的なスラリー評価装置を試作し、鋳込みおよびプレス成形へ適用して成形プロセス最適化のためのスラリー設計指針を検討した。鋳込み成形過程は本質的高濃度スラリーの濃縮脱水過程として捉えられ、成形の初期段階における数%の濃縮でスラリーはネットワーク構造を形成することが実験およびシミュレーション解析により明らかとなった。このネットワーク構造の圧密過程を、その重心移動により評価し、微粒子接触点での力学条件に立脚した微視的観点より解析を行った。これより原料スラリーの調整条件とその成形特性との関係が的確に評価され、成形プロセス最適化のためのスラリー設計指針を得ることが可能となった。一方、顆粒の成形特性を評価する手法として、顆粒充填層の圧密・応力緩和挙動を利用して評価できることを種々な実験により実証した。噴霧乾燥法により作製する顆粒は、スラリー調整条件に大きく依存している。さらに噴霧乾燥過程も本質的には高濃度スラリーの濃縮過程であるため、顆粒の形成過程と原料スラリー特性との関係を試作試験装置により評価し、成形体微構造を制御する最適なスラリー設計指針が確立できることを実証した。
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