高強度・高靱性型ＳｉＣ繊維強化多孔質ＳｉＣマトリックス複合材料の開発と耐酸化性能

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760560
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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 (2013); 京都大学 (2012)
• 研究代表者: 下田 一哉 独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, 研究員 (40512033)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 炭化ケイ素 / セラミックス基複合材料 / ポーラス / 耐酸化性 / 耐水蒸気耐性

研究概要

耐酸化性・耐食性をバランスよく1000℃以上の耐用温度を備える超過酷環境用高温材料の開発を目的に、新たな材料設計コンセプト（SiC繊維強化多孔質SiCマトリックス（SiC/ポーラスSiC））を考案した。本研究により、繊維/マトリックスC界面を施すことなく高強度のみならず高靱性をも有する革新的な高擬延性型炭化ケイ素（SiC）基複合材料の開発に成功するとともに、破壊メカニズムを組織学的に詳細に提示し1100℃まで高温酸化雰囲気において強度特性の劣化しない（経験しない）ことを実証した。また、幅広い応用の為低コストで提供する新たなプロセス開発にも成功した。

研究成果

• [学会発表] Progresses of SiC-Based Composites Materials in High Temperature Air or Steam Environments (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shimoda, T. Hinoki, H. Murakami
  • 学会等名: The International Conference on Energy Materials (ICEM-2014)
  • 発表場所: Sathyabama University, Chennai, India(Invited)
  • 年月日: 20140728-30
• [学会発表] Oxidation Resistance of SiC-Based Composite Materials against High Temperature in Air and Steam Environments (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shimoda, T. Hinoki, H. Murakami
  • 学会等名: International Symposium on High-Temperature Oxidation and Corrosion 2014 (ISHOC-2014)
  • 発表場所: Hakodate, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 20140623-27
• [学会発表] Porous Silicon Carbide Composites Development by Various Fabrication Methods (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hinoki, S. Maeta, M. Lee, K. Shimoda
  • 学会等名: The 38th International Conference & Exposition on Advanced Ceramics & Composites
  • 発表場所: Daytona Beach, Florida, USA
  • 年月日: 20140126-31
• [学会発表] High Oxidation Resistance SiC Fiber-Reinforced Composites without Fiber/Matrix Interphase (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shimoda, T. Hinoki, H. Murakami
  • 学会等名: 1st International Materials, Industrial, and Manufacturing Engineering Conference (MIMEC 2013)
  • 発表場所: Johor Bahru, Malaysia
  • 年月日: 20131104-06
• [学会発表] Development and Characterization of SiC Fiber-Reinforced Porous SiC Matrix Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shimoda, S. Maeta, T. Hinoki
  • 学会等名: 13th International Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Limoges, France(invited)
  • 年月日: 20130623-27
• [学会発表] Mechanical Properties of Porous Silicon Carbide Composites Following Exposure at Elevated Temperature in Air (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hinoki, K. Shimoda, S. Maeta, N. Konishi, K. Toyoshima, T. Kawahara, A. Sato
  • 学会等名: The 37th International Conference & Exposition on Advanced Ceramics & Composites
  • 発表場所: Daytona Beach, Florida, USA
  • 年月日: 20130127-0201
• [学会発表] Oxidation Resistance of SiC Ceramic Fiber-Reinforced Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Shimoda, T. Hinoki, S. Maeta
  • 学会等名: The 51th Symposium on Basic Science of Ceramics
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 20130109-10
• [学会発表] Silicon Carbide Composites without Fiber/Matrix Interphase (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hinoki, K. Shimoda
  • 学会等名: Numat 2012 : The Nuclear Material Conference
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20121022-25
• [学会発表] 繊維強化型ポーラスSiC複合材料の耐酸化性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 下田一哉、豊島和沖、檜木達也、前田晋
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Porous Silicon Carbide Composites for LWR Cladding (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Hinoki, K. Shimoda
  • 学会等名: 2012 American Nuclear Society (ANS) Annual Meeting
  • 発表場所: Chicago, IL, USA
  • 年月日: 20120624-28
• [産業財産権] セラミックス微粒子分散液の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 下田一哉、檜木達也
  • 権利者名: 国立大学法人京都大学
  • 産業財産権種類: 国際出願PCT/JP2013/55691
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/55691
  • 出願年月日: 2013-03-01
  • 外国