ナノ秒技術とナノテクの融合による無機材料配向焼結手法の開発

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24246108
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 中山 忠親 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10324849)
• 研究分担者: 安田 公一 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20191306) ; 関野 徹 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20226658) ; 末松 久幸 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30222045) ; 和田 匡史 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 研究員 (30426506) ; 床井 良徳 長岡工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (80572742)
• 研究期間 (年度): 2012-10-31 – 2015-03-31
• キーワード: 無機材料科学 / ナノ秒パルス / 配向制御 / セラミックスプロセッシング

研究実績の概要

前年度までに開発されたナノ秒パルス電場を用いた新規なセラミックス配向制御手法を用い、今年度は多様な材料系へとその用途展開を行った。大きく分けると以下の項目に分けることが出来る。　①バリウムフェライトセラミックの配向制御と内部構造制御　②カーボンナノチューブ分散型有機無機ハイブリッド材料における光センシング性能の発現③YTiO系酸化物セラミックスにおける溶融金属耐食性の向上　である。以下にそれぞれに関して概要を述べる
①バリウムフェライトセラミックの配向制御と内部構造制御　本年度は更に配向制御プロセスを拡張展開する為に，電子ビームリソグラフィーを用いたナノ構造電極を用いることによって、更に高次な構造制御手法を開発した．また，このような有機無機ハイブリッド材料の内部構造を解析するための手法として，X線CTスキャンに着目し，同手法による内部構造解析を行ったところ、電場配向が材料中の配向性のみならず、内部構造をより高度に三次元制御出来る事を明らかとした。
②カーボンナノチューブ分散型有機無機ハイブリッド材料における光センシング性能の発現　可視域から近赤外域に比較的安定した光吸収特性を持つCNTsをフィラーとして、PVDFポリマー内に分散させ、ナノ秒パルス電場を用いCNTsを配向させ光放射吸収特性を評価した結果、当該材料において課し広域から赤外領域において波長に依存せず同レベルの感度を有する光センシング性能を発現することが確認された。
③YTiO系酸化物セラミックスにおける溶融金属耐食性の向上　本研究室においては、Y-Ti-O系が溶融アルミニウムや鋼に対して高い耐食性を有している事を見いだした。更に、その結晶構造を配向制御することにより異方的な耐食性を付与することにも成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Novel electrothermodynamic power generation (2015)
  • 著者名/発表者名: Kim, Y.a , Kim, J.a, Yamanaka, S.a, Nakajima, A.a, Ogawa, T.a, Serizawa, T.a, Tanaka, H.a , Baba, M.b, Fukuda, T.c, Yoshii, K.c, Takeda, M.b, Yamada, N.b, Nakayama, T.b, Niihara, K.b a
  • 雑誌名: Advanced Energy Materials 巻: n ページ: n
  • DOI: 10.1002/aenm.201401942
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of molten-metal corrosion resistant yttria-based refractory by hot-pressing and densification (2014)
  • 著者名/発表者名: Nguyen, S.T.a , Nakayama, T.a , Suematsu, H.a, Suzuki, T.a, Nanko, M.b, Cho, H.-B.a, Huynh, M.T.T.a, Jiang, W.a, Niihara, K.
  • 雑誌名: Journal of the European Ceramic Society 巻: n ページ: n
  • DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2015.02.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the Nanosecond Pulse and Direct Current Charging to Develop the Strongly Charged Electret (2014)
  • 著者名/発表者名: Awaya, K., Mitsuhashi, M., Sakashita, T., Byungjin, H., Nakayama, T., Jiang, W., Tokuchi, A., Suzuki, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Ceramic Transactions 巻: 250 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1002/9781118996652.ch1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanomechanical and optical properties of yttrium thin films by magnetron sputtering (2014)
  • 著者名/発表者名: Ramaseshan, R.a , Tripura Sundari, S.a, Balamurugan, A.K.a, Dash, S.a, Tyagi, A.K.a, Sato, Y.b, Nakayama, T.b, Suematsu, H.b
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 39 ページ: 3086-3089
  • DOI: 10.1364/OL.39.003086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of exchange bias in Co2FeAl0.5Si 0.5 Heusler alloy layers (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirohata, A.ab , Izumida, K.c, Ishizawa, S.c, Sagar, J.d, Nakayama, T.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 ページ: 17D725
  • DOI: 10.1063/1.4868601
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of CxSr2Ca(n-1)Cu nOz superconductors using high-pressure-synthesized Sr2Ca(n-1)CunOy precursors (n = 2, 4) (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoba, T. , Suzuki, T., Nakayama, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 02BC06
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.02BC06
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Three-dimensional structural control and analysis of hexagonal boron nitride nanosheets assembly in nanocomposite films induced by electric field concentration (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujihara, T., Cho, H.-B. , Kanno, M., Nakayama, T. , Suzuki, T., Jiang, W., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 02BD12
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.02BD12
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transition temperatures and irreversibility-field properties of (Cu 1-xCx)Sr2CaCu2O7-δ superconductors with precisely controlled oxygen contents (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibaoka, S. , Aoba, T., Suzuki, T., Nakayama, T., Suematsu, H., Niihara, K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 02BC09
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.02BC09
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Determining factor of median diameter in intermetallic compound nanoparticles prepared by pulsed wire discharge (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagasawa, S.a , Koishi, T.a, Tokoi, Y.b, Suzuki, T.a, Nakayama, T.a, Suematsu, H.a, Niihara, K.a
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 ページ: 02BD07
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.02BD07
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthesis of BN nanosheet/nanotube-Fe nanocomposites by pulsed wire discharge and high-temperature annealing (2014)
  • 著者名/発表者名: He, L.F. , Shirahata, J., Suematsu, H., Nakayama, T. , Suzuki, T., Jiang, W., Niihara, K.
  • 雑誌名: Materials Letters 巻: 117 ページ: 120-123
  • DOI: 10.1016/j.matlet.2013.12.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of superconducting yttrium barium copper oxide using sulphur-containing templates (2014)
  • 著者名/発表者名: Boston, R.ab, Awaya, K.c, Nakayama, T.c, Ogasawara, W.c, Hall, S.R.a
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 4 ページ: 26824-26828
  • DOI: 10.1039/c4ra04745a
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ナノ秒パルス電場によるハイブリッド材料中のフェライト配向手法の開発と構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 18)管野成修、趙 洪栢、Huynh Tan Minh Triet、中山忠親、鈴木常生、末松久幸
  • 学会等名: 紛体粉末冶金協会平成26年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2014-06-03 – 2014-06-03
• [学会発表] ナノ秒パルス電場によるハイブリッド材料中のナノカーボン配向手法の開発と構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 17)Huynh Diep Phuoc、趙 洪栢、Huynh Tan Minh Triet、中山忠親、鈴木常生、末松久幸、新原皓一
  • 学会等名: 紛体粉末冶金協会平成26年度春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2014-06-03 – 2014-06-03