高靱性ナノ複合材料の作製

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1.アルミナ・ジルコニアナノ複合材料の作製高靱性アルミナ・ジルコニアナノ複合材料を作製するために次のことを行った.ジルコニアの安定化効果を調べるために,安定化したジルコニア粒子と安定化していない粒子をゾル・ゲル法により作成し,種々の条件で焼結状態を調べた.その結果を下記にまとめる.・水和ジルコニア前駆体作成条件は,アルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度に強い影響を与える.・サブミクロンのジルコニア粒子の分散によってアルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度は顕著に向上する.・空気に長時間さらした試料は単斜晶が支配的となる.・焼結後の冷却は,ジルコニア格子内の酸素欠損が準安定正方晶ジルコニアとなるのをさけるために低い空気圧のもとで行う必要がある.・イットリウム,マンガン,マグネシウムの酸化物の添加は,正方晶ジルコニアを含むアルミナ・ジルコニアナノ複合材料の強度を大きく高める.2.アルミナとその複合材のエアロゲルの合成異相ナノ粒子を粒内に含む,アルミナ基ナノ複合材料を容易に作製する方法として,アルミナと金属や非金属ナノ粒子を含んだアルミナエアロゲルを作成する方法について研究した.アルミナエアロゲルは超臨界乾燥(SCD)によった.その結果,下記のことが明らかとなった.・低密度で表面積の極めて大きなアルミナのナノ粉末を作成した.その材料は軽く綿毛のような材料であり,低コストで作成される.・このエアロアルミナの作成にはポリマーや有害化学物質を用いていない.・ナノ寸法の金属粒子や非金属粒子をアルミナエアロゾルに含めることは容易にできる.・パルス通電法によりアルミナ基ナノ複合材料の作製は研究途中であるが,容易に達成されるものと思われる.・この研究に関していくつかの特許申請を準備中である.