コロイドプロセスによる微細粒超塑性セラミックスの組織制御

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本研究の目的は鋳込み成形などさまざまな成形方法を用いて多相セラミック複合材料を開発することであり、具体的には、コロイドプロセスを利用してカーボンナノチューブ分散セラミックス複合材料の組織制御を行い、微細粒超塑性の実現することにある。そのためには、カーボンナノチューブとセラミックスとの結合性を検討する必要がある。また、カーボンナノチューブが凝集すると破壊源となるため、複合材料としての性能の向上にはカーボンナノチューブを均一に分散させることが必要である。第1段階として、Hamid Sarraf研究員は単層あるいは多層カーボンナノチューブの表面修飾を行うことによって分散性やセラミックスとの結合性を制御することを試みた。カーボンナノチューブをアンモニア等の薬品で処理し、ラマン分光測定および透過電子顕微鏡観察を行った結果、処理条件によって表面構造が明瞭に変化することを見いだした。また、最近ドイツで開発された特殊な粘性係数測定装置を使用して、カーボンナノチューブとセラミックス原料のコロイド分散材料の粘性係数を測定するために、ドイツ、フライブルグのセラミック材料研究所に出張した。以上の知見に基づき、アルミナにカーボンナノチューブを分散させた複合材料を放電プラズマ焼結装置を用いて作成することを試みた。さらに、インド工科大学と協力して生体用セラミックス複合材料の生体適合性についても検討した。