| 研究課題/領域番号 |
18350103
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
米屋 勝利 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究科(研究院), 特任教授 (30215412)
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| 研究分担者 |
多々見 純一 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 准教授 (30303085)
脇原 徹 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 助教 (70377109)
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| キーワード | 窒化ケイ素 / 焼結体 / カーボンナノチューブ / 導電性 / 粉体プロセス |
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| 研究概要 |
本年度は、CNT分散Si_3N_4セラミックスの微構造と特性にかかわる諸因子(CNTの種類、添加量、焼結助剤、混合・分散方法、焼成条件等)の最適化を最重点課題として研究を行った。混合・分散方法に関しては、従来のボールミル法、超音波法に加えてビーズミルの適用を検討し、さらに焼結助剤として、TiO_2添加に加えてTiO_2+HfO_2添加系の検討も行い、緻密化、強度・ワイブル係数、微構造を評価した。直径数十nmのCNTを少量添加することを基本として最適条件の探索を行った結果、最初の材料標準化プロセスとしては、超音波+ボールミルによる分散・混合プロセスを用い、添加量0.5と1.0wt%に絞り込んで焼結体を作製し評価した。得られた焼結体の平均強度とワイブル係数は概ねJISR1669規格のクラス1をクリアしているものの目標値近傍であり、低強度を示した試験片破壊起点にはしばしばCNTの凝集が認められた。このことは、転がり疲労寿命のばらつきとしても現れており、今後の課題として残された。なお、ボールオンディスク法による摩耗試験の結果、この材料がハイブリッドベアリングに求められる相手金属攻撃性の低減にも有効であることが改めて確認された。一方、ビーズミルに関してはCNT均一分散スラリーの開発を第一優先として実験を行った。その結果、CNT単独の分散スラリーではあるが、長時間にわたって優れた分散状態を保持できるスラリーを開発することができたので、今後は助剤添加系での再凝集防止を含むプロセス開発に移行することとした。また、スラリーの粘度とCNTのブラウン運動の様子からCNTの分散は良好であることが明らかとなった。
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