多孔質および緻密質セラミックスから成る機能性界面における破壊現象の解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K22404
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
• 研究機関: 岐阜工業高等専門学校
• 研究代表者: 熊田 圭悟 岐阜工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40881652)
• 研究期間 (年度): 2020-09-11 – 2024-03-31
• キーワード: 界面 / 靭性 / 固体酸化物燃料電池

研究成果の概要

本研究では固体酸化物燃料電池（SOFC）を対象として，燃料極材料である多孔質NiO-8YSZを電解質材料である緻密質3YSZによりサンドイッチした全セラミックス型4点曲げ試験片を作製し，室温における燃料極／電解質間の界面破壊靭性値を評価した．ばらつきを把握するためワイブルプロットを作成した結果，3YSZまたはNiO-8YSZ単体材料と比較してワイブル係数は小さく，界面破壊靭性値のばらつきは大きいことが分かった．さらに，試験片を還元処理し燃料極材料をNi-8YSZとした結果，界面破壊靭性値は低下する傾向にあることが分かった．

自由記述の分野

材料力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

SOFCの研究・開発では，構造・熱・流体・電気化学などを連成した高度なシミュレーションにより，セル内部応力の推定が行われている．これに対し，本研究により得られた界面破壊靭性値は界面はく離が発生するか判断するための基礎的なデータとして活用することが期待される．