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- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
複合材料・物性
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
論文
- 井上 遼, 新井 優太郎, 垣澤 英樹, 下田 一哉. セラミックス基複合材料及び耐環境コーティングの研究開発動向. 日本溶射学会誌 溶射. 60 [4] (2023) 222-228 10.11330/jtss.60.222
- 垣澤 英樹, 井上 遼, 新井 優太郎. 室温～1400℃の連続光学顕微観察・ひずみ測定技術による耐環境コーティングの評価. 日本溶射学会誌 溶射. 60 [2] (2023) 111-117 10.11330/jtss.60.111
- Hideki KAKISAWA, Toshiyuki NISHIMURA. A modified simple interface fracture test for ceramic environmental barrier coating on ceramic matrix composite. Journal of the Ceramic Society of Japan. 129 [1] (2021) 40-45 10.2109/jcersj2.20167 Open Access
会議録
- Ryo.Inoue, KAKISAWA, Hideki, KAGAWA, Yutaka. Fracture criterion of short carbon fiber-dispersed SiC matrix composite under mixed mode condition . Proc. of 8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing. (2013) 9999
- Y.L.Dong, KAKISAWA, Hideki, KAGAWA, Yutaka. Development of new observation system used for deformation measurement of ceramics matrix composites at high temperature. Proc.of the 10th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology. (2013) 9999
- TANAKA, Yoshihisa, KAKISAWA, Hideki, KISHIMOTO, Satoshi. Local strain distribution during loading in nacre by in-situ FE-SEM. Proceedings of ACCM7. (2010) 9999
口頭発表
- KAKISAWA, Hideki. Microscopic observation and strain measurement at high temperature: application to ceramic matrix composites and protective ceramic coatings. MRM2023/IUMRS-ICA2023. 2023 招待講演
- KAKISAWA, Hideki. Speckle pattern material for microscopic digital image correlation at 1500℃. Korea-Japan International Seminar on ceramics 37. 2023 招待講演
- 大熊 学, 長田 俊郎, 皆川 開, 新井 優太郎, 井上 遼, 垣澤 英樹, 下田 一哉, 田中 諭, 若井 史博. 放射光X線CTで観るサブミクロンアルミナ粉末の焼結中の不均一な気孔分布の進展. 第33回日本MRS年次大会 . 2023 招待講演
その他の文献
- 垣澤 英樹. 耐環境コーティング 用に開発された界面破壊試験. Ceramics Japan. (2020) 459-462
- 垣澤 英樹. セラミックス基複合材料（CMC）用耐環境コーティング（EBC）の耐剥離性評価技術. Fine ceramics report. (2019) 11-15
- 垣澤 英樹. 高温下でのマルチスケール現象観察と計測技術開発 室温～1500℃の連続光学顕微観察と歪み分布計測. 工業材料. (2020) 34-38
公開特許出願
- フレーク状粉末を用いて成形した固化成形体とその製造方法 (2007)
- ポリマ有機・無機又は金属積層体とその作製方法 (2009)
- 高温下で使用される部材を保護するためのコーティングとその製造方法 (2017)
所属学会
日本セラミックス協会, 日本金属学会, 耐火物技術協会
構造材料研究センター
室温～1400℃の高温顕微観察・ひずみ測定技術
高温観察，ひずみ測定，耐熱材料，高温反応，高温損傷
概要
熱エネルギーの有効活用のためセラミックス基複合材料(CMC)など耐熱構造材料の重要性が増している。高温での変形・破壊挙動や化学的な劣化をその場観察し、さらに観察画像を解析しひずみ分布測定も行うことができれば、破壊・劣化機構の理解や材料設計に大きな貢献ができる。また、熱サイクル中の材料表面を連続的に観察できれば、様々な温度で生じる変化を1回の実験、1個の試料で調べることが可能になる。本研究では、高温で材料自身が発する輻射光を遮断し、輻射光より短い波長の照明を用いることにより、輻射光の影響を受けずに室温～1400℃まで連続して高温光学顕微観察を行える技術を開発した。また、デジタル画像相関法（DIC）を組合わせ高温ひずみ測定も可能にした。
新規性・独創性
● 室温～1400℃まで連続して輻射光の影響を受けずに光学顕微観察が可能。
● 輻射光によるコントラスト低下（白飛び）のない画像を安定して取得できるためDICが適用でき、ひずみ分布測定が可能。
● 高温機械試験機と組合せた熱機械的損傷のその場観察、高温反応のその場観察、熱膨張係数測定、濡れ角測定など様々な応用。
内容
（A) 開発した高温光学顕微観察システムの概要。（B)開発したシステムを様々な温度、ディメンジョンで応用した例：① 引張負荷中のセラミックス基複合材料（CMC）の引張ひずみおよびせん断ひずみ分布を測定し、破壊機構を明らかにした。② ＣＭＣ用耐環境コーティング（EBC）の熱サイクル中の損傷過程をその場観察し、昇温途中の1000℃でマッドクラックが発生する瞬間を捉えた。③ 冷却中のEBCの熱ひずみを測定した。これを用いて室温～1400℃での面内方向の熱膨張係数を温度の関数として取得した。④ 多結晶セラミックス上のビッカース圧痕の頂点から発生したき裂が高温でヒーリングする過程をその場観察した。
まとめ
1400℃で光学顕微レベルでDIC測定を行える技術は他に例がない。高温損傷のその場観察だけでなく、これまで困難であったコーティングの面内熱膨張係数の測定など、ユニークな成果を挙げている。既存の炉や高温機械試験機と容易に組合せ可能で、今後も多様な応用展開が考えられる。
