2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of ultra-hightemperature boride ceramics with novel properties
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15H04163
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
目 義雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 特命研究員 (00354217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
VASYLKIV Oleg 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主任研究員 (00469785)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ホウカ物セラミックス / 複合材料 / 配向体 / 共晶組織 / 力学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
材料の高機能化あるいは新機能の発現には、高次の構造制御が不可欠である。本研究では、申請者らが開発した強磁場中でのコロイドプロセスによるセラミック配向体作製法および共晶組織の複相化手法をホウ化物系超高温セラミックスに適用し、高性能化を図ることを目的とした。
粉体プロセスの高度化、特に強磁場中コロイド成形とパルス通電焼結（SPS）により配向Zr(Hf)B2および第2相としてB4C、SiC、WCを添加した系を作製した。ここでは、高配向体を得るためには、凝集のない粒子が高分散した高濃度のサスペンションを作製することが重要であった。得られた配向体の硬度、曲げ強度(室温と高温）、靱性、酸化特性、熱伝導などの方位依存性を明らかにした。また、遷移金属ホウ化物とB4Cの混合粉末をSPS加熱することで、遷移金属ホウ化物―B4C系共晶組織の高次構造制御を行い、高強度・高靱性セラミックスの構成に成功した。特に、NbB2単体などの遷移金属ホウ化物のSPSでは、炉内の窒素ガスとホウ化物表面の酸化物の反応により六方晶BNが生成し、遷移金属ホウ化物の曲げ強度が1600℃まで室温と同等な値を示し、1700℃ではBNの消失によりNbB2の曲げ強度は450 MPaと高い値を示した。
これらの結果を基に、ホウ化物系超高温セラミックスの微構造と様々な特性との関係を明らかにし、優れた特性を有するホウ化物系超高温セラミックス作製の指針を示した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Inherent anisotropy in transition metal diborides and microstructure/property tailoring in ultra-high temperature ceramics-A review2017
Author(s)
Zhang, G.-J. Ni, D.-W, Zou, J., Liu, H.-T, Wu, W.-W., Liu, J.-X., Suzuki, T.S., Sakka, Y.
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Journal Title
Journal of the European Ceramic Society
Volume: 38
Pages: 371-389
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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