2012年研究カタログ
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■ 研究担当:孫正明/松本章宏/加藤清隆 ■ サステナブルマテリアル研究部門 融合部材構造制御研究グループ■ 連携担当:粂正市 耐熱部材に適したヒートショックに強いマシナブルセラミック材料 研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●金属とセラミックスの優れた特性を併せ持つ三元系化合物(MAX相)の合成技術を確立 ●急速昇温・降温に耐えられる優れた耐熱衝撃性 ●機械加工による成形ができるので、ヒータ用材料や耐熱治具などへの応用が可能 当グループでは、M(遷移金属)、A(12~16族元素)、X(炭素または窒素)からなるMn+1AXn(n=1、2、3)の組成の三元系化合物(MAX相)材料の開発を行っています。中でも、Ti3Si(Al)C2に着目し、その粉末合成方法を確立するとともに、グラファイト並みの快削性、チタンよりも優れた電気導電性・熱伝導性、特定組成で際だった耐酸化性、優れた耐熱衝撃性を示すことなどを明らかにしてきました。これらの材料特性を利用して、工業用熱処理に必要な様々な部材への応用展開を図りたいと考えています。 MAX相材料の原子間は金属結合と共有結合が共存し、層状結晶構造を有するため、金属とセラミックスの特性をあわせ持っています。これまでに、反応焼結法により短時間で高純度Ti3SiC2、Ti3AlC2などMAX相の粉末合成ならびにバルク材を合成するプロセスを確立しました。これらMAX相は、セラミックスでありながら優れた機械加工性を示します(図1)。また、耐熱衝撃性が1400℃を示し、極めて優れています(アルミナ:200℃、炭化珪素:400℃)。したがって、急速昇温・降温が可能なヒータ材料などへの応用が可能です(図2)。●マシナブル耐熱MAX相バルク材料の合成●MAX相の粉末合成● 特許第4900663号「排気ガス浄化用フィルター及びその製造方法」(2012/01/13)● 特許第4662897号「金属性セラミック粉末の製造法」(2011/01/14)● 特許第4451873号「チタンシリコンカーバイド焼結体の製造方法」(2010/02/05)図1 機械加工性に優れたMAX相図2 MAX相の急速昇温・降温プロファイル● 研究拠点中部センター303ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-46N-46

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