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2014 年度 実績報告書

超塑性ダイレス引抜きによる燃料電池用セラミックスマイクロチューブの創製法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24560888
研究機関首都大学東京

研究代表者

古島 剛  首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (30444938)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードダイレス引抜き / 超塑性 / セラミックス / 燃料電池
研究実績の概要

本研究の目的は超小型固体酸化物型燃料電池(SOFC)に用いられるセラミックスチューブを超塑性ダイレス引抜きによって創製することである.本年度に行った内容は主に下記の点である.
(1)超塑性ダイレス引抜き装置の改良:前年度の実験結果をもとに,より高効率の超高温加熱が可能なアセチレンと酸素を組み合わせたバーナーを使った超塑性ダイレス引抜き装置のさらなる改良を行った.その結果,さらなる高温域(1700℃超)を実現できるようになった.また予備実験として回転ステージによる周方向の温度の均一性を金属管を用いて検証した.
(2)多段階超塑性ダイレス引抜き実験:前年度の実験をもとに良好な超塑性特性を有する3Y-TZPチューブ(外径6mm,内径4mm)に対して超塑性ダイレス引抜き実験を行った.その結果,1700℃の加熱域で1パスの断面減少率にして84%を実現できることがわかった.また引抜き速度が限界断面減少率に及ぼす影響を調査し,引抜き速度の増加に伴い,引抜き限界が低下することがわかった.また超塑性ダイレス引抜きを繰り返すことによって,外径6mmの素管から外径2mmのセラミックス細管の創製に成功した.
(3)超塑性ダイレス引抜きによって創製したセラミックスチューブの特性評価:超塑性ダイレス引抜き後の表面観察と粗さ測定を行った.その結果,ひずみ速度が高い供給速度が速い条件では表面にクラックが形成され,表面粗さも大きくなることがわかった.引抜き速度を遅くすることでクラックの形成を抑制できることを明らかにした.また引抜き後の横断面形状を観察した結果,セラミックスの超塑性ダイレス引抜きにおいても幾何学的相似則が成立していることがわかった.
以上の結果から,本研究で提案した超塑性ダイレス引抜きによるセラミックチューブの細管化が有効であることがわかった.

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Development of Rotary Laser Dieless Drawing Apparatus for Metal Microtubes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Furushima, Y. Imagawa, S. Furusawa, K. Manabe
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 626 ページ: 372-376

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.626.372

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of superplastic dieless drawing apparatus for 3Y-TZP zirconia ceramic tube2015

    • 著者名/発表者名
      T. Furushima, Y. Hirose, K. Tada, K. Manabe
    • 学会等名
      12th International Conference on Superplasticity in Advanced Materials (ICSAM) 2015
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-09-07 – 2015-09-11
  • [学会発表] Deformation Profile in Rotary Laser Dieless Drawing Process for Metal Microtubes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Furushima, Y. Imagawa, S. Furusawa, K. Manabe
    • 学会等名
      11th International Conference on Technology of Plasticity, ICTP 2014
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-24

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公開日: 2016-06-01  

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