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2011 年度 実績報告書

革新的特性を有する貝殻類似構造無機化合物の創製

研究課題

研究課題/領域番号 23350104
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

目 義雄  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, ユニット長 (00354217)

研究分担者 鈴木 達  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主幹研究員 (50267407)
奥山 秀男  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主席エンジニア (80354215)
キーワードセラミックス / 構造・機能材料 / 材料加工・処理
研究概要

MAX相という高温でも安定な層状化合物系を対象に、提案者らがプロセス開発を進めてきた強磁場中のコロイド成形、さらに通常の加熱法の他にパルス通電加熱、ミリ波焼結により、貝殻類似構造の配向積層体を創製し、強度、靭性といった相反する力学特性の優れた材料系を提示するとともに、さらには未開発の機能特性を探索し、新たな材料系を提示することを目的とした。
本研究で主対象とするMAX相は、Ti-Al(Si)-C系およびNb-Al-C系とした。粉末は、それぞれの素粉末反応法により粉末を作製し、ミリング処理により微粒化した。それぞれの粉末に対して、pHと表面電位、高分子添加量と粘性、表面電位の関係を水系、および水-50%エタノール系で検討し、その最適化を図り、高分散サスペンションを作製した。ここでは、特にポリエチレンイミン添加とpHの関係について詳細に検討した。作製したサスペンションを強磁場(12T)中スリップキャストするほか、強磁場中EPDも適用し、配向バルク体を作製した。配向度は、X線回折からLotgering法により評価した。Ti-Al(Si)-C系のEPDについては、Key Eng.Mater.に掲載された。
Nb4AlC3系に関しては、パルス通電加圧加熱法により緻密配向積層構造体を作製し、強度、靭性ともに優れた特性を示した。この成果は、Sci.Tech.Adv.Mater.に掲載された。今後は、強度と靱性の両立する機構を明らかにし、その一般化を図る予定である。別に、Ti-Al(Si)-C系対しては、板状粉末の作製に成功し、パルス通電加圧加熱法により配向体が作製できることを実証した。この成果は、セラミックス協会年会で発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Ti-Al(Si)-C系およびNb-Al-C系において、粉末の作製、分散サスペンションの作製、スリップキャストおよび電気泳動体制報による配向体の作製に成功するなど、おおむね当初の計画通り順調に進展している。

今後の研究の推進方策

加圧パルス通電焼結法による緻密焼結体の作製と並行して、Ti-Al(Si)-C系においては、常圧常圧加熱法による粉末の合成法をを検討し、常圧焼結による緻密焼結体の作製を試みる。強磁場中コロイド成形と配向焼結体の作製、および特性の面方向依存性を調べる。さらに、基板を変えたEPDによるMAX相コーティング膜の検討に着手する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Textured Ti3SiC2 by gelcasting in a strong magnetic field2012

    • 著者名/発表者名
      M.MISHRA, Y.SAKKA, C.HU, T.S.SUZUKI, T.UCHIKOSHI, L.BESRA
    • 雑誌名

      Key Eng.Mater

      巻: 507 ページ: 15-19

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.507.15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 強磁場中コロイドプロセスを利用したセラミックス配向積層体の作製2011

    • 著者名/発表者名
      目義雄
    • 雑誌名

      未来材料

      巻: 11 ページ: 50-55

  • [雑誌論文] Physical and mechanical properties of highly textured polycrystalline Nb 4 AlC 3 ceramic2011

    • 著者名/発表者名
      C.Hu, Y.Sakka, T.Nishimura, S.Guo, S.Grasso, H.Tanaka
    • 雑誌名

      Sci.Tech.Adv.Mat.

      巻: 12 ページ: 44-603

    • DOI

      10.1088/1468-6996/12/4/044603

    • 査読あり
  • [学会発表] 配向制御したTi3AlC2セラミックスの創製2012

    • 著者名/発表者名
      水野豊, 目義雄
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] Facile Exfolaitaion of 2D Nanosheets from layered MAX phase Carbide : Ti3SiC22012

    • 著者名/発表者名
      M.MISHRA, 目義雄
    • 学会等名
      日本セラミックス協会年会
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2012-03-21
  • [学会発表] 配向MAX相セラミックスの作製とその特性2011

    • 著者名/発表者名
      目義雄, 胡春峰
    • 学会等名
      無機マテリアル学会秋季大会
    • 発表場所
      アバンセ佐賀(佐賀市)
    • 年月日
      2011-11-18
  • [学会発表] Fabrication of textured ceramics and their some properties through colloidal processing in strong magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakka, T.Suzuki, T.Uchikoshi
    • 学会等名
      ICCC7
    • 発表場所
      Xiamen Convension Center (Xiamen, China)(invited)
    • 年月日
      2011-11-06
  • [学会発表] Textured Ti3SiC2 by gelcasting in a strong magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      M.MISHRA, 目義雄, 鈴木達, 打越哲郎, 胡春峰
    • 学会等名
      日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] Fabrication and some properties of textured ceramics by colloidal processing in a strong magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakka
    • 学会等名
      PACRIM 9
    • 発表場所
      Cairns Convention Centre (Cairns, Australia)(invited)
    • 年月日
      2011-07-12
  • [学会発表] Textured Ti3SiC2 by EPD in a strong magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      M.Mishra, Y.Sakka, C.Hu, T.Suzuki, T.Uchikoshi
    • 学会等名
      STAC-5
    • 発表場所
      メルパル横浜(横浜)
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] Texture development of feeble magnetic ceramics by colloidal processing in strong magnetic field2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Sakka
    • 学会等名
      12th Conference of European Ceramic Society
    • 発表場所
      City Conference Centre (stockholm, sweeden)(invited)
    • 年月日
      2011-06-23
  • [学会発表] 高配向Nb4AlC3セラミックスの作製2011

    • 著者名/発表者名
      目義雄, C.Hu, S.Grasso
    • 学会等名
      平成23粉体粉末冶金協会春季大会
    • 発表場所
      早稲田国際会議場(東京)
    • 年月日
      2011-05-31

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公開日: 2013-06-26  

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