有機相の変形特性に着目したアワビ貝殻の強度・靭性両立機構の解明

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21760542
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 垣澤 英樹 独立行政法人物質・材料研究機構, ハイブリッド材料センター, 主任研究員 (30354137)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 貝殻真珠層 / 高靱化機構 / 有機相

研究概要

強度・靭性を両立する貝殻真珠層の破壊機構を有機相の役割に着目して調べた。有機相の状態を人工的に変化させ力学特性評価とミクロ破壊挙動の観察を行った結果、真珠層を構成するアラゴナイトプレートの界面のすべり挙動を有機相が制御し最適化することにより、優れた力学特性が発現することが明らかになった。この挙動をモデル化し定量的に表現することで、強度を低下させずに破壊抵抗を付与するセラミックス複合材料の設計に役立つ指針を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative evaluation of toughening mechanism in abalone nacre
  • 著者名/発表者名: Ryo Inoue, Hideki Kakisawa, Taro Sumitomo, Yutaka Kagawa
  • 雑誌名: submitted to Materials letters.
• [学会発表] インデンテーション法を用いた貝殻真珠層の階層構造の力学特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 垣澤英樹
  • 学会等名: 日本材料学会関東支部セミナー
  • 発表場所: 東京理科大学.
  • 年月日: 2010-12-06
• [学会発表] 貝殻真珠層内の無機プレートの破壊機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 垣澤英樹、香川豊
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期大会
  • 発表場所: 北海道大学.
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] Microstructure and Toughening Mechanism of Abalone Nacre (2010)
  • 著者名/発表者名: Hideki Kakisawa
  • 学会等名: in 7th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
  • 発表場所: Cairns Convention Centre, Australia.
  • 年月日: 2010-08-05
• [学会発表] 貝殻真珠層の構造に学ぶ高靭化機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 垣澤英樹
  • 学会等名: 第22回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山理科大学.
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] Quantitative evaluation of toughening mechanisms by organic matrix in abalone nacre (2009)
  • 著者名/発表者名: Hideki Kakisawa, Ryo Inoue, Erika Seguchi, Yutaka Kagawa
  • 学会等名: in Third International Conference on Mechanics of Biomaterials and Tissues
  • 発表場所: Hilton Clearwater Beach Resort in Florida, USA.
  • 年月日: 2009-12-15