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2016 年度 実績報告書

セラミックス積層材の焼結過程での発生応力評価モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25420706
研究機関東京工業大学

研究代表者

安田 公一  東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20191306)

研究分担者 田中 諭  長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (20324006)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードセラミックス / 積層材 / 焼結 / 成形体 / 均質性 / 欠陥 / 顆粒の崩壊 / 確率論
研究実績の概要

本研究では,代表的なセラミックスに対して,成形体から半焼成体を経て焼結体に至るまでの機械的性質,熱膨張係数,焼結ひずみの変化を測定して,これらの材料で構成されるセラミックス積層材中に焼結過程で発生する応力を定量的に評価するための応力評価モデルの構築を行うこと,また,これに合わせて,高温下での仮焼体の応力/ひずみ関係を調べ,焼結過程における粒子構造変化と構成方程式の関係を議論することを目的とした.これらの検討により,積層材の最適設計構造設計の基礎的な考え方を確立することとしている.
まず,前半の応力評価モデルに関する理論解析については,既に,最初の2年間で,弾性体,弾塑性体,粘弾性体およびこれらの組み合わせた一般的な積層材モデルについての解析が成功し,積層材の熱応力評価に関する包括的な解釈が可能となった.また,層の厚さを無限小の極限をとることにより,材料組成が連続的に分布する傾斜機能材の熱応力評価モデルにも展開できた.
後半の2年間では,仮焼体の構成方程式に研究を進めるつもりであったが,平成26年度(第2年目)の共同研究者の研究成果により,成形体の均質性自体が,発生応力の大小に加えて,焼結過程での亀裂発生に大きな影響を与えることが判明したので,平成27年度(第3年目)には,この成形体の均質性について,理論と実験の両面から検討するようにと研究の方向を軌道修正し,平成28年度(最終年度)では,その研究結果を国内外の会議で報告すると共に,論文として発表して,本研究を総括した.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Stochastic analysis on ceramic granule collapse in powder compact during cold isostatic pressing2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Yasuda, Satoshi Tanaka, Makio Naito
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 27 ページ: 940-947

    • DOI

      0.1016/j.apt.2016.02.032

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Coarse pore evolution in dry-pressed alumina ceramics during sintering2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hondo, Zenji Kato, Kouichi Yasuda, Fumihiro Wakai, Satoshi Tanaka
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 27 ページ: 1006-1012

    • DOI

      10.1016/j.apt.2016.04.009

    • 査読あり
  • [学会発表] Data Scattering Simulation on 2-parameter Weibull Plot2017

    • 著者名/発表者名
      Kouichi YASUDA
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      自治会館 (那覇市, 沖縄)
    • 年月日
      2017-02-17 – 2017-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal and Mechanical Properties of ZrO2-Y3O3 Thermal Barrier Coatings for Long Term Use at High Temperature2017

    • 著者名/発表者名
      B.Jang, K.Yasuda, H.T.Kim
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      自治会館 (那覇市, 沖縄)
    • 年月日
      2017-02-17 – 2017-02-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of Granule Characteristics on Structural Change during Sintering2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hondo, Kouichi Yasuda, Fumihiro Wakai, Satoshi Tanaka
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      自治会館 (那覇市, 沖縄)
    • 年月日
      2017-02-17 – 2017-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] Collapse Probability of Granules in Ceramic Powder Compact during Cold Isostatic Pressing2017

    • 著者名/発表者名
      Kouichi YASUDA, Satoshi TANAKA, and Makio NAITO
    • 学会等名
      The 41st International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Hilton Daytona Beach Resort and Ocean Center,Daytona Beach, FL USA
    • 年月日
      2017-01-22 – 2017-01-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermal and Mechanical Properties of ZrO2-Y2O3 Thermal Barrier Coating by Thermal Exposure2017

    • 著者名/発表者名
      B.Jang, K.Yasuda, S.Kim, Y.Oh, H.Kim
    • 学会等名
      The 41st International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composite
    • 発表場所
      Hilton Daytona Beach Resort and Ocean Center,Daytona Beach, FL USA
    • 年月日
      2017-01-22 – 2017-01-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Numerical Simulation for Linearity in Weibull Plots of Porous Ceramics Strength Data2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi YASUDA
    • 学会等名
      日本MRS学会年次大会
    • 発表場所
      万国橋会館 (横浜市, 神奈川)
    • 年月日
      2016-12-19 – 2016-12-22
  • [学会発表] Stochastic Estimation on Granule Collapse in Powder Compact under Isostatic Pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi YASUDA, Satoshi TANAKA, and Makio NAITO
    • 学会等名
      The 33th Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      aejeon Convention Center,Daejeon,Korea
    • 年月日
      2016-11-16 – 2016-11-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CIP成形体中の顆粒の崩壊確率の定式化2016

    • 著者名/発表者名
      安田公一,田中 諭,内藤牧男
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大伊都キャンパス(福岡市, 福岡)
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [学会発表] 焼結時の粗大欠陥発達に及ぼす顆粒の性質の影響2016

    • 著者名/発表者名
      本堂 剛, 加藤 善二, 安田 公一, 若井 史博, 田中 諭
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大東広島キャンパス(東広島市, 広島)
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] Stochastic Model for Ceramic Granule Collapse during Cold Isostatic Pressing2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Yasuda, Satoshi Tanaka, Makio Naito
    • 学会等名
      The 9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市, 京都)
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-05
    • 国際学会
  • [学会発表] A Stochastic Modeling for Ceramic Granule Collapse during Cold Isostatic Pressing2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Yasuda, Satoshi Tanaka, Makio Naito
    • 学会等名
      9th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites and Global Forum on Advanced Materials and Technologies for Sustainable Development 2016
    • 発表場所
      ロントマリオットダウンタウンイートンホテル(トロント,カナダ)
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of 3-parameter Weibull Distribution to Porous Ceramics2016

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Kouichi, Kita Hideki,Takahashi Manabu, Takahashi Yosuke, Tanaka Satoshi, Honda Sawao, Mitsuoka Takeshi, Muto Hiroyuki, Yamamoto Shuichi, Yoshizawa Yu-ichi
    • 学会等名
      9th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites and Global Forum on Advanced Materials and Technologies for Sustainable Development 2016
    • 発表場所
      ロントマリオットダウンタウンイートンホテル(トロント,カナダ)
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] CIP 成形中の顆粒の崩壊確率に関する理論解析2016

    • 著者名/発表者名
      安田公一,田中 諭,内藤牧男
    • 学会等名
      粉体工学会春季研究発表会
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都市,京都)
    • 年月日
      2016-05-17 – 2016-05-18
  • [学会発表] Collapse Probability of Granules under Isostatic Pressure2016

    • 著者名/発表者名
      Kouichi Yasuda, Satoshi Tanaka, Makio Naito
    • 学会等名
      EnCera2016
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市, 新潟)
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-12
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pores formation in alumina ceramics prepared by dry-pressing method2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hondo, Zenji Kato, Satoshi Tanaka, Fumihiro Wakai, Kouichi Yasuda
    • 学会等名
      EnCera2016
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市, 新潟)
    • 年月日
      2016-05-09 – 2016-05-12
    • 国際学会
  • [備考] 東京工業大学物質理工学院材料系安田研究室の研究テーマ

    • URL

      http://www.cmc.ceram.titech.ac.jp/studies.html

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公開日: 2018-01-16  

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