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Research

Keywords

高温材料,炭化ケイ素(SiC),セラミックス基複合材料(CMC),ナノ粒子,分散・凝集,水蒸気耐性

PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.

Research papers
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Society memberships

日本金属学会, 日本セラミックス協会, 日本MRS, American Ceramic Society

Awards

  • The Chairperson Award for Best Poster Prize at the 13th International Conference on Fusion Reactor Materials (ICFRM-13) (2007),日本原子力学会材料部会第4回材料部会奨励賞 (2012) ()
Research Center for Structural Materials
Title

高温評価技術によるナノ素材由来高温耐環境性CMCs創製

Keywords

高温材料,炭化ケイ素(SiC),セラミックス基複合材料(CMC),ナノ粒子,分散・凝集,水蒸気酸化

Overview

航空宇宙や先進原子力・核融合分野等の高温過酷環境下で用いられる材料は、高温に加え環境要素が強く影響する。そのため、軽量かつ優れた高温強度や低放射化誘導特性を有するSiC系のセラミックス基複合材料(SiC/SiC)が着目されている。本研究では、これまで培ってきた非破壊・非接触な計測技術と高温その場観察技術を組み合わせることで高温疲労特性評価の国際標準化を目指し、同時に高温過酷環境である高温疲労特性に耐えうる材料の創製をナノ素材の計測技術を駆使して制御しフレキシブルな高付加価値な中間材を用いて大型・肉厚・複雑形状にも対応する新規なCMCsを創製する。

Novelty and originality

ナノ素材の分散・凝集を計測技術を駆使して制御
サンドイッチ型プリプレグ材を用いることで再現性の高いモノづくり
単一の製造方法で典型的な2つの破壊挙動(高強度型・高擬延性型)を示すCMCs材
1000℃を超える高温その場観察可能なUVカメラシステム
デジタル画像相関(DIC)法による非接触なひずみ分布計測による高温で破壊過程の見える化

Details

image

SiC、CNTs、BN等の磁性が異なる3種類のナノ素材を分析・解析を通した分散・凝集スラリーの作製、並びにフレキシブルな高付加価値な中間材(グリーンシート・プリプレグシート)への変換した。特に、繊維束をグリーンシートで挟むサンドイッチ型プリプレグ材により、これまで困難であった大型・肉厚・複雑形状なCMCs材作製に関して再現性の高いモノづくりができるようになった。様々な作製プロセスを組み合わせることで破壊挙動の異なるCMCs材作製を行ってきたが、本研究開発のプロセス法では、単一の製造方法で典型的な2つの破壊挙動(高強度型・高擬延性型)を示すCMCs材が作製可能である。又、これまで培ってきた非破壊・非接触な計測技術と高温その場観察技術を組み合わせることで高温疲労特性評価の国際標準化を目指し、特にDIC法でのひずみ分布計測によって高温での破壊過程の見える化を推進していく予定である。

Summary

扱いにくいナノ素材を安全で扱いやすい材料とすべく、ナノ素材を分析・解析を通した分散・凝集スラリーの作製、並びにフレキシブルな高付加価値な中間材(グリーンシート・プリプレグシート)への変換、サンドイッチ型プリプレグ材を用いることで再現性の高いモノづくり、1 000℃を超える高温その場観察可能なUVカメラシステムによる高温での破壊過程の見える化、これらのソフトからハードまでの一貫した研究開発のカッティングエッジは、今後、航空宇宙、先進原子力・核融合分野に限らず様々な耐熱材料の新規開発などに展開できると期待される。

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