5研究成果／革新将来機能材料

R-22

2020

SinterProを用いたプロセスシミュレーション技術の開発

課題

セラミックス製品の開発・製造では、試行錯誤を繰り返して焼結プロセスを最適化している。プロセス最適化を高効率で短期間に進めるためには、プロセスシミュレーション技術の活用が不可欠である。

解決手段

焼結・粒成長によるミクロレベルの「組織変化」と、組織変化に伴うマクロレベルの「変形」を取り扱える焼結シミュレーションソフト（SinterPro ver.2）を用いた解析を行い、実験結果と比較し、その妥当性を検証する。

成果・優位性

・焼結後の微構造変化を予測：初期粒径による微構造最適化

・焼結中の部材変形を予測：焼成中の破壊を抑制、焼き上がり寸法の精密制御

⇒実験結果とよく一致し、プロセス最適化への応用が可能

・実験方法：SinterPro ver.2を用いた焼結後の微構造・形状シミュレーション

期待される市場・応用

・焼結材料の研究・開発の高効率化 ⇒ 新規材料開発、組織の最適化など

・焼結プロセスの問題解決 ⇒ 焼結体形状の寸法制御、組織不良の対処など

発表文献

*S. Terasaka, H. Matsubara et al., J. Am. Ceram. Soc. 103 (2020) 2035–2047.

謝　辞：本研究の一部は、総合科学技術・イノベーション会議のSIP（戦略的イノベーション創造プログラム）「【革新的構造材料】」（管理法人：JST）の一環として実施されたものである。