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界面制御プロセス研究室の概要

材料の、外部環境との作用の場となる表面と、内部性能を支配する構成粒子間界面における諸現象を微視的観点から解明して、表面・界面の構造、組織、更には反応等を制御することにより金属系材料および無機系材料の高機能化と環境適合化を図る。同技術の医療福祉機器部材の分野や廃棄物有効利用のための分離プロセスへ応用する。内部界面制御では超塑性成形技術を利用したチタン合金表面への生体適合セラミックス粒子の嵌入技術などの開発を行っている。また多孔質カーボン材料やC/C複合材へ溶融Siを含浸するコンポジット化技術の確立を目指している。一方外部表面制御では部材の保護や生体適合性を高めるためのスパッタリング法による高機能薄膜形成技術の開発を行っている。

研究テーマ

1. 生体硬組織代替無機系融合材料創製技術の研究
2. 環境材料としての金属間化合物の利用に関する研究
3. 疑似等方加圧を利用した接合技術に関する研究
4. 燃焼合成法による多孔質炭素材のコンポジット化に関する共同研究
5. 界面制御技術と材料高機能化の研究

スタッフ

研究の内容

１．生体硬組織代替無機系融合材料創製技術の研究

チタン合金の超塑性を利用して、生体活性セラミックス粒子をその表面に注入する、新規なセラミックス／金属融合材料創製技術を確立し、セラミックスが合金表面から剥離しないで半永久的に使用できる、人工歯根、人工股関節等生体硬組織を代替する機器の開発を行う。

超塑性成形加工装置






チタンの超塑性加工


　

２．環境材料としての金属間化合物の利用に関する研究

環境やエネルギー部材として将来が大いに期待される金属間化合物には、両金属の融点や沸点あるいは比重の極端に異なるもの、溶融状態で高活性であるもの等、成形が困難である事が多い。本研究では、そのために合金スラリー成形法、プラズマ反応焼結法等の基盤的技術を開発する。

３．疑似等方加圧を利用した接合技術に関する研究

パルス通電を用いた高速通電加熱による短時間接合技術の確立を図るとともに、供試材の前処理が不要な擬似等方加圧(PHIP)を利用した部材化のための接合技術を開発している。

４．燃焼合成法による多孔質炭素材のコンポジット化に関する共同研究

ドイツ連邦共和国ケムニッツ工科大学と共同研究を実施するものであり、C/C複合材に溶融Siを含浸しC/SiC化する技術の開発を行う。溶融Si含浸に適した多孔質カーボンおよびC/C複合材料の微細構造制御法の開発を行い、溶融Si含浸については日本側はアーク法をドイツ側は電子ビーム法を検討する。軽くて丈夫で耐酸化性、耐磨耗性があり航空宇宙機器、先端輸送機器、および医療福祉機器の材料への応用が見込まれる。

５．界面制御技術と材料高機能化の研究

表面・界面の組成および構造を解析し、それを制御する技術に関する基盤的研究ならびに同技術を利用した材料高機能化の基礎的研究を行う。また、同技術を廃棄物有効利用に必要な分離技術に応用する。