フラッシュ焼結の素過程抽出とメカニズム解明
【研究分野】無機材料・物性
【研究キーワード】
電場支援焼結技術 / フラッシュ焼結 / セラミック / 粒界 / 物質輸送 / ドーピング / 電界 / 焼結
【研究成果の概要】
本研究では、フラッシュ焼結の技術的展開を見据えた、高速・低温焼結の素過程抽出とメカニズム解明を、先端ナノ計測に基づく独自のアプローチにより図った。その結果、強電場下で導入される独自の点欠陥構造や原子拡散促進を解析し捉えることに成功し、高速・低温焼結の素過程とそのメカニズムを明らかにした。またその基礎基盤知見に基づき、難焼結性酸化物セラミックスの高密度化（透光性獲得）、また高速・低温化に向けた技術的指針も得た。こうした学術的知見はセラミックス産業がSDG’sやカーボンニュートラルといった社会的要請に応えるための道筋をもたらすものである。
【研究の社会的意義】
フラッシュ焼結は研究開始当初から、セラミックスの新たな高速・低温焼結技術として世界的に注目されていた。本研究において見いだされたアクセプター・ドナー微量添加、および電場・電流波形制御による焼結性向上は、極めて重要な基礎的知見である。本研究ではそれら効果の機構についても解明しており、当該分野の学術的進展をもたらした。とりわけ、波形効果に関しては従来の研究においても必ずしも系統的な調査はなされておらず、本研究で見いだされた焼結挙動の周波数依存性およびその説明は世界的にも当該分野の先駆けとなった。さらに、本研究で得られた知見はカーボンニュートラル社会の実現に向けた技術基盤をもたらすものである。
【研究代表者】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2022-03-31
【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)