2019 Fiscal Year Annual Research Report
Flash-sintering: its atomistic process and mechanism
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17H03394
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉田 英弘 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80313021)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電場支援焼結技術 / フラッシュ焼結 / セラミック / 粒界 / 物質輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本応募研究では、各種機能・構造酸化物系セラミックスを対象とし、フラッシュ焼結の基礎データを系統的な焼結パラメータ制御の下で蓄積すると共に、フラッシュ焼結に伴う微細組織形成過程を追跡する。特に、粒界形成から緻密化過程における点欠陥生成、物質輸送、相変態などの素過程現象を明らかにし、それらに及ぼすドーピング効果・雰囲気効果を実験的に検証することで、フラッシュ焼結プロセスの物理的描像を得ることを第一の目的とする。
種々の酸化物セラミックスを対象として、フラッシュ焼結挙動に関する基礎データ取得を前年度に引き続き行う。フラッシュ焼結その場観察のための光学系の整備を実施し、フラッシュ焼結実験に関する良好なデータ取得技術を確立した。具体的には主要焼結パラメータである温度、電場、電流に加えて、印加する電界の直流／交流／波形／周波数が及ぼすフラッシュ焼結挙動への影響について実験的検証を進め、均一且つ高密度の微細組織を得る上で明確な周波数依存性を世界に先駆けて見出した。一方、フラッシュ焼結により得られる試料について、通常焼結と比較したときの電場印加に伴って生じる粒界、相変態、内部ひずみの変化を調査し、特に粒界における原子構造や点欠陥構造を知るためのHRTEM・STEM観察、EELSおよび各種分光計測を行った。
本年度は最終年度として、収集した基礎データををもとに、フラッシュ焼結を利用したセラミックスの微細組織制御のための理論的指針を構築し、革新的な省エネルギー化を実現する焼結プロセスの確立を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
フラッシュ焼結その場観察のための光学系の整備に問題があったものの、技術的問題を克服し、フラッシュ焼結実験に関する良好なデータ取得技術を確立した。具体的には主要焼結パラメータである温度、電場、電流に加えて、印加する電界の直流／交流／波形／周波数が及ぼすフラッシュ焼結挙動への影響について実験的検証を進め、均一且つ高密度の微細組織を得る上で明確な周波数依存性を世界に先駆けて見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は最終年度として、収集した基礎データををもとに、フラッシュ焼結を利用したセラミックスの微細組織制御のための理論的指針を構築し、革新的な省エネルギー化を実現する焼結プロセスの確立を目指す。
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