傾斜機能材料の物理・化学「傾斜機能材料の傾斜化プロセス」

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08243102
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 平井 敏雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005865)
• 研究分担者: 佐々木 眞 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70187128) ; 福本 昌宏 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (80173368) ; 横尾 俊信 京都大学, 化学研究所, 教授 (90158353) ; 大柳 満之 龍谷大学, 理工学部, 助教授 (30213888) ; 渡辺 龍三 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20005341)
• キーワード: 傾斜化プロセス / プラズマ焼結法 / 粒子制御配列法 / ゾル-ゲル法 / プラズマ溶射 / 自己焼結合成 / 高分子前駆体 / 原子沈降

研究概要

組成および組織の傾斜化プロセスを確立するため,前年度に引き続き固相法,液相法,気相法についての研究を進めると共に,新しいプロセスとして有機前駆体法と原子沈降法についても検討を加え,それらの傾斜化プロセス条件を明らかにした。(1)放電プラズマ焼結法においては,温度傾斜による焼結条件を高温材料の合成にも適用し,中心部から周辺部へ靭性の傾斜分布したWC/WC-Co超硬材の合成に成功し,本焼結法が傾斜機能材料の合成に有効であることを実証した。(2)粒子制御配列法においては,前年度完成した粒子配列システムについて作動条件および配列精度を検討した結果,数10μmオーダーの粒子配列が可能であることを確認し,またソフトウェアを含めた傾斜配列パターンのパーコレーション特性の定量化のためのシステムを構築した。(3)W-coのような反応熱が小さく従来では燃焼合成が出来ない系について,高周波加熱用カーボンシートを利用した試料の予備加熱機構を導入して,新しい加圧合成燃焼法を確立し,本法が傾斜化に有効であることを示した。(4)ゾル-ゲル法により合成された固溶体組成傾斜Ti_<1-x>V_xO_2薄膜電極が優れた安定性を有し,可視光応答を示す画期的な光半導体電極として期待できることを示した。(5)MA複合粉末のプラズマ溶射においては,得られたSi-Ge傾斜皮膜について熱処理が皮膜の組織結晶性の改善および特性の向上に有効であることを示すとともに,面内連結傾斜皮膜が全計測温度範囲において優れた出力特性を示した。(6)ポリシラザン(SiCNH)などの高分子前駆体からMoSiN-MoSiCN傾斜セラミックスの合成法を開発し,本方法で得られた2D-C/C上の傾斜被覆が優れた耐酸化性を有することを明らかにした。(7)ナノ・メゾスケールの傾斜材料を合成するプロセスとして,超重力場(100万gレベル)下の原子の沈降を利用した新しい方法を開発し,本方法を用いてBi-Pb傾斜構造合金やガラスの合成に成功した。

研究成果

• [文献書誌] 大森守: "WC系傾斜機能材料の作製" 日本金属学会誌. 62(11). 986-991 (1998)
• [文献書誌] M.Omori: "Pure WC/Metal Functionally Graded Materials" Pric.of Int.Symp.on FGM'98,. in press. (1999)
• [文献書誌] G.Zhao: "A Conspicuous Visible Photoresponse of Ti_<1-x>V_xO_2Solid Solution Film Electrodes Prepared by Sol-Gel Method" Thin Solid Films. in press.
• [文献書誌] G.Zhao: "Sol-Gel Preparation and Photoelectrochemcal Properties of Ti_<1-x>V_xO_2Solid Solution Thin Film Photoelectrodes with Gradient Bandgaps" Thin Solid Films. in press. 574-577 (1998)
• [文献書誌] W.Y.Hu: "Electrical and thermal conductivities of nickel-zirconia cermets" J.American Ceramic Society. 81(8). 2209-2212 (1998)
• [文献書誌] M.Fukumoto: "Fabrication of functionally graded thermoelectric coatings by plasma spraying of mechanically alloyed composite powders" Proc.of Int.Symp.on FGM'98,(1999). 68巻12号(in press). 1086-1092 (1998)
• [文献書誌] M.Ohyanagi: "Graded Material of Diamond Dispersed TiB_2-Si Composite by SHS/Dynamic Pseudo Isostatic Compaction" Proc.of Int.Symp.on FGM'98,. in press. (1999)
• [文献書誌] T.Tsujikami: "Design of Diamond Gradually-dispersed Material by FEM" Proc.of Int.Symp.on FGM'98. in press. (1999)
• [文献書誌] M.Ohyanagi: "Synthesis of AIN-SiC Solid Solutions by Combustion Nitridation" Proceeding of the Symposium on Innovatiove Processing and Synthesis of Ceramics,Glass,and Composites II,Ceramic Transactions. 94. 3-12 (1999)
• [文献書誌] H.Yoshida: "Field-Swept NMR Spectra of 11B in Pyrex Glass and 93Nb in NbN Perturbed by Quadrupole Interaction" Z.Naturforsch. 53a. 309-309 (1998)
• [文献書誌] Y.Goto: "Spark Plasma Sintering of BCN Ceramics Derived from Pyridine-borane Complex" J.Jpn.Soc.Powder and Powder Met.45(11). 1061-1064 (1998)
• [文献書誌] M.Miyamoto: "Electrical Conductivity of MoSi-SiC Ceramics Prepared by Reaction Sintering of Polysilazane with Molybdenum Metal" J.Jpn.Soc.Powder and Powder Met.45(12). 1162-1165 (1998)