研究課題/領域番号 |
20K05100
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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研究機関 | 九州工業大学 (2021-2022) 名古屋工業大学 (2020) |
研究代表者 |
渡邊 厚介 九州工業大学, 環境エネルギー融合研究センター, 特任助教 (40617007)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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キーワード | ナノ構造化 / 熱伝導率低減 / ホイスラー合金 / 熱電材料 / 異相界面 / 窒化物 / メカニカルグラインディング / クライオミリング |
研究成果の概要 |
Fe2V1-xAl1+xの結晶粒近傍に拡散防止層としてAlN界面を導入する方法論を確立した。これはFe2V1-xAl1+x+y粉体を所定の条件で窒化処理にてAlNとの複合粒子へと変え、これらを焼結することによって得られた。熱伝導率低減のために、焼結前粉体の微粉化をMGやクライオミリングなどを駆使して実施し、3.9 μmまで粉砕可能となった。最終的にFe2V1+xAl1-x+y焼結体の結晶粒径は1.5 μmまで減少させることに成功し、熱伝導率の30%以上の低減およびAlN相導入による焼結時の粒成長抑制を同時に達成した。上記プロセスにおける組成のズレを制御し、電気的特性の改善が今後の課題となる。
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自由記述の分野 |
複合材料・界面
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
延性が高い合金のミクロンオーダーへの粉砕は困難であるが、本研究ではMGやCM、さらには窒化処理などを効果的に組合せ、4 μm以下まで粒径を減少させることができた。また、このような高強度で実用的な材料に関して、ナノ構造化および熱的安定性を同時に達成した例はなく、今後の発展が大いに期待できる。今後は母相組成をチューニングし、実用的な熱電材料として研究開発を進めていく。
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