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2017年度 JFCC研究成果集 新たな価値を創出する革新材料開発と先端解析技術


2017年度JFCC研究成果PDF (9.2MB)   2017年度JFCC最先端機器・技術PDF (7MB)

研究成果


コーティング
R-1 表面電位制御による高生体活性チタンの開発
  酸化チタンスケール表面近傍に窒素含有欠陥を導入することで大きな表面電位を形成し、高い生体活性能を発現
R-2 表面電位極性を利用した新たな保護膜設計の可能性
  高温酸素濃度勾配下において異なる表面電位極性を発現する酸化物の積層化により、その中の物質移動を制御
R-3 AD法によるアルミナ膜の集合組織形成
  AD法における成膜条件と形成される膜の集合組織の関係を評価解析
R-4 ダブル電子ビームPVD法による耐環境性保護膜(EBC)の形成
  ダブル電子ビーム物理気相堆積(PVD)法により組成と組織を精密に制御した複合酸化物コーティングが可能
R-5 耐環境性保護膜の構造安定化に関する研究
  高温酸素透過法によりEBC中の物質移動機構を解明するとともに、その情報を基にEBC最適構造を提案
R-6 耐環境性保護膜の物質移動に及ぼす水蒸気の影響
  高温酸素透過法による耐環境性保護膜(EBC)内の物質移動機構の解析を加湿環境下において実施
R-7 耐環境性保護膜における応力下ラマンスペクトルの理論計算
  第一原理計算を用いて応力下におけるラマンスペクトルの挙動を解明


パワーデバイス材料
R-8 電圧印加電子線ホログラフィーによるGaAs p-n接合の高感度電位計測
  電圧印加時のp-n接合の電位分布をナノメートルオーダーで定量的にその場計測することに成功
R-9 高感度電子線ホログラフィーによるGaN系デバイスの観察
  GaN系デバイスのドーパント濃度分布を、高感度高分解能電子線ホログラフィーを用いて可視化することに成功
R-10 高感度電子線ホログラフィーを用いたGaN系量子井戸発光層の電位計測
  GaN/GaInN量子井戸発光層内部の電位分布を ナノメートルオーダーで定量的に計測することに成功
R-11 GaN単結晶基板の転位評価
  エッチピット法、CLマッピング、PLイメージング、およびTEMを用い、GaN単結晶基板の転位を多面的に評価
R-12 4H-SiC非極性面における転位の拡張挙動の観察
  4H-SiC非極性面側から電子線励起し、転位の拡張挙動をその場観察
R-13 4H-SiCにおけるらせん転位と混合転位の観察
  4H-SiCにおけるらせん転位と混合転位を放射光X線 トポグラフィ及びエッチピット法で識別


計算科学
R-14 第一原理計算による高安定性イオン伝導体の材料設計
  理論計算によりイオン伝導体を安定化させる添加元素の効率的探索とその実証に成功
R-15 網羅的ソフトモードフォノン探索によるHfO2薄膜の強誘電性の理論計算
  網羅的ソフトモードフォノン探索を行うことにより蛍石型HfO2薄膜の強誘電性の起源について検討
R-16 分子性強誘電体TCAAの相転移挙動の理論計算
  原子レベルでの理論計算により、分子性強誘電体TCAAの構造相転移のメカニズムを解析
R-17 オリビン型リン酸化物の表面構造に関する理論計算
  オリビン型構造を持つLiイオン二次電池用正極材料LiFePO4の表面構造の安定性および電気特性を検討
R-18 ペロブスカイト系複合アニオン化合物における欠陥構造の理論解析
  実験的に計測が困難なアニオンサイトにおける固溶状態を第一原理計算を用いて定量的に決定する


電池材料解析
R-19 リチウムイオン二次電池正極材料LiFePO4の最表面構造観察
  リチウムイオン二次電池正極材料LiFePO4の表面構造を原子レベルで観察することに初めて成功
R-20 リチウムイオン二次電池材料のEELSシミュレーション
  励起状態を考慮した第一原理計算を用いて、結晶構造の違いを反映したO原子のK端スペクトルを分析
R-21 LiCoPO4正極膜の充放電によるナノ構造変化
  LiCoPO4正極材の配向膜を用いて、充放電による劣化挙動をナノ構造解析
R-22 Li過剰Mn酸化物薄膜の充放電挙動とナノドメイン構造
  走査透過電子顕微鏡を用いてLiイオン二次電池正極材料の特性向上に寄与する構造要因を解明


環境材料
R-23 超電導接合領域の微細構造解析 酸化物高温超電導線材の接合
  超電導線材接合技術と、超電導接合領域のSEMおよびTEM観察試料の作製技術の開発と観察条件の最適化
R-24 ネオジム磁石の高温磁区・磁壁構造観察
  保磁力が異なるネオジム磁石の磁区・磁壁構造変化を高温で直接観察
R-25 電界型コンパクト収差補正装置の開発
  電子顕微鏡の分解能を向上させる収差補正装置を2枚の電極間の電界を用いて実現しコンパクト化に成功
R-26 環境電子顕微鏡による金ナノ触媒の反応サイト可視化
  環境電子顕微鏡を用いたガス反応中その場観察により触媒反応が起こる活性サイトの可視化・解明
R-27 酸化・還元雰囲気における貴金属触媒挙動のその場観察
  環境電子顕微鏡を用いガス環境下での触媒反応過程をナノスケールで直接観察し、知見を得た
R-28 人工ソーラー光源による太陽熱レシーバの効率評価
  集光した太陽光を熱に変換するレシーバ(集熱管)の変換効率を定量測定できるシミュレータ・評価法を開発
R-29 太陽光から高温熱源を創る薄膜材料の開発
  高効率な「太陽光→熱」変換により高温熱源を創るべく、太陽光を吸収し赤外熱放射を抑える薄膜材料を開発
R-30 光による応力・ひずみセンサの蛍光メカニズム解析
  応力・ひずみに応じて発光波長を変える新規蛍光材料Cr添加Sr1-xAl2O4多結晶体における発光機構を解明
R-31 触媒担体用多孔質球状アルミナ粒子の開発
  噴霧熱分解法により高比表面積のγアルミナ多孔質球状粒子を合成
R-32 高性能電極触媒用多孔質球状粒子の開発
  電極材料などで必要とされる高次多孔質構造を達成する多孔質球状粒子を合成するプロセスを開発
R-33 多孔質球状粒子を用いた気相触媒電極の開発
  多孔質球状粒子を用いた高次多孔体電極を作製
R-34 高品位リサイクル炭素繊維の低コスト回収技術
  未燃ガスを活用した省エネ型連続式炭素繊維回収
システムの開発と高品位リサイクル炭素繊維の回収
R-35 ガス分離膜の低欠陥合成手法
  基材内外の圧力差を精密にコントロールすることにより膜欠陥を1/10に抑制
R-36 ガラス精密研磨特性に及ぼすセリア系砥粒へのLa添加の影響
  粒子径、粒子形状を揃えた砥粒を合成することで、研磨特性に及ぼすLa添加の影響を明らかにする


プロセス/材料開発
R-37 レーザーを用いた酸化物セラミックス焼結技術の開発
  レーザーを用いたアルミナの短時間焼結技術
3Dプリンタの基盤技術として層間接合に成功
R-38 レーザーを用いた多結晶SiC製造プロセスの開発
  Si+C混合粉へのレーザー照射によって、高密度・高結晶性の多結晶SiCが短時間で生成
R-39 レーザー加熱法による熱衝撃試験と破壊メカニズム解析
  苛酷な熱環境で使用される材料の熱衝撃特性に関する評価手法を開発し破壊メカニズムを解析
R-40 チタン炭窒化物の熱物性に及ぼす固溶性不純物の影響
  チタン炭窒化物(Ti(C,N))の熱伝導率におよぼす固溶性不純物の影響を評価、熱伝導率向上を目指す
R-41 不均一な密度分布をもつ成形体の焼結シミュレーション
  焼結シミュレーションにより不均一な密度分布を持つ成形体の焼結後の形状予測が可能




最先端機器・技術


評価技術紹介
T-1 ファインセラミックスセンターの試験評価、機器利用
  長年培ってきた高精度な試験評価技術及び高性能な各種研究設備をご利用頂くことが出来ます


加工技術
T-2 最先端研究を支える加工技術の紹介
  研究および材料評価に適した加工を行なうための切断、研削、研磨の高精度加工技術を保有


プロセス技術
T-3 セラミックスの各種焼結技術
  セラミックスの材料開発に不可欠な焼結技術について、保有する多様な装置を用いた高度な各種焼結技術を紹介する
T-4 噴霧熱分解法によるセラミックス粒子合成技術
  粒子径が揃った微粒子が合成可能
2相以上からなる複合微粒子を単一プロセスで合成可能
T-5 各種屈折率のエアロゲル合成
  微構造を制御した各種屈折率を有するシリカエアロゲルの合成・頒布
T-6 電子ビームPVD法によるコーティング技術
  電子ビームPVD(国内唯一の大型装置)により、様々な基材に高速でセラミックスコーティングが可能


特性評価技術
熱特性評価技術
T-7 フラッシュ法による遮熱コーティング膜の熱伝導率評価
  フラッシュ法の多層解析により、基材およびボンドコート上に成膜された遮熱コーティング膜の熱伝導率評価が可能
T-8 薄板試料の熱伝導率評価技術
  厚さ1mm以下の薄板試料でも、厚さ方向・面内方向の熱伝導率(熱拡散率)が評価可能
T-9 固体材料の比熱容量測定
  フラッシュ法、入力補償型DSC法、熱流束型DSC法による  室温から高温までの比熱容量測定が可能
T-10 積分球を用いた反射法による赤外線放射率の測定
  FTIRに積分球を取り付けることで拡散成分を含めた分光反射率の測定が可能
電気特性評価技術
T-11 液体材料の誘電特性評価
  同軸プローブ法を用いることで、食品や薬品等の液状またはゲル状材料の少量試料による誘電特性評価が可能
T-12 誘電材料のミリ波帯評価技術
  車載用衝突防止レーダー等のミリ波電子デバイスにおける安全性・快適性・省エネルギー性能の向上に寄与
T-13 誘電材料の温度特性評価技術
  誘電材料の温度特性を把握することで、電子デバイスの安全性・快適性・省エネルギー性能の向上に寄与
T-14 電気抵抗評価技術
  ・被測定物の抵抗値により測定方法を2種類から選択
・高温(〜1200℃)及び各種雰囲気での測定が可能
T-15 燃料電池・固体電解質の電気化学評価技術
  固体酸化物形燃料電池(SOFC)の単セルの評価技術と電解質のイオン導電性評価技術
T-16 4探針SPMによる局所物性評価
  固相界面・粒界などの局所領域の電流−電圧特性・電気抵抗などの物性を直接評価
機械特性評価技術
T-17 材料の機械特性評価技術 〜材料強度、力学的特性、長期信頼性評価〜
  様々な使用環境における各種材料の強度、力学的特性、長期信頼性に関する評価技術
T-18 炭素繊維およびセラミックス繊維の引張特性評価技術
  CFRP等繊維強化複合材料に用いられる直径数ミクロンの無機繊維の単繊維引張強さ等を実測
T-19 高温高圧水環境下における水熱腐食、摩耗評価技術
  国内屈指の高温高圧水中環境における耐腐食性及び耐摩耗性の評価技術
T-20 多様な規格に対応した表面形状の評価技術
  最新の3次元表面粗さ解析ソフト導入により多様な規格に対応 また、凹凸部の自動体積計算など迅速に3次元解析が可
構造特性評価技術
T-21 サブナノ〜ミクロンオーダーの細孔径分布測定による機能性評価
  液体,気体透過に関わる貫通孔の機能性を特徴づけるネック部の細孔径分布を評価
T-22 粉体特性の評価技術
  粉体粒子や多孔質体の物性を様々な手法で測定
T-23 機能性材料の構造・化学結合の分析評価技術
  化学結合状態・構造・光学的特性の多面的評価を通じて新規材料の開発に貢献
T-24 SOFC用多孔質電極材料のガス透過率評価技術
  緻密電解質上に形成された多孔質電極のガス透過率を非破壊で評価可能


分析解析技術
ミクロ分析解析技術
T-25 X線回折による様々な測定・解析技術
  X線を使用し、様々な光学系を組み合わせることで目的とする情報を取得することが可能
T-26 X線CT画像データを用いた三次元解析技術
  X線CTで得られた数百枚の断面画像を用いて検査体内部の三次元情報から非破壊での構造解析が可能
T-27 デュアルビームFIB-SEM装置を用いた三次元解析技術
  FIBによるスライス加工とSEMによる断面観察を連続的に行い取得した多数のSEM像をコンピュータで三次元再構成
T-28 積層構造体の断面SEM観察用試料調製技術
  積層構造体の断面SEM観察を行う際、観察目的や分析内容によって最適な試料調整法を選択
T-29 後方散乱電子回折(EBSD)法を用いた応用解析技術
  後方散乱電子回折(EBSD)法により、それぞれの結晶粒の方位やずれ角の解析、結晶相分布解析が可能
ナノ分析解析技術
T-30 超高分解能走査型電子顕微鏡(SEM)低加速電圧観察・分析技術
  低加速電圧&無蒸着にて、観察や元素分析を行うことで高加速電圧では得られない情報の取得が可能
T-31 エッチピット法によるSiC結晶の欠陥解析評価技術
  エッチピット法により、SiCウエハ欠陥を簡便かつ安価で多面的に評価・解析が可能
T-32 モノクロメータ収差補正STEMによる微細構造解析・分析
  収差補正STEMの空間分解能と高精度EELSによる観察・分析
T-33 収差補正電子顕微鏡によるソフトマテリアル観察
  対物レンズの球面収差および焦点外し量を最適化することによりソフトマテリアル中の軽元素を可視化する
T-34 電子線ホログラフィーを用いた電子材料、磁性材料の定量観察
  機能材料の電場や磁場を直接かつ定量的に観察、計測


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