3研究成果／脱炭素

R-13

2026

格子欠陥による炭化物セラミックスの室温変形能の向上

アピールポイント

TiCの格子欠陥により「変形するセラミックス」を開発
【技術シーズ：非化学量論性を利用した欠陥制御】

背景・課題

・炭化物セラミックスは超高温環境に耐えうる構造材料として期待

・実用上重要な信頼性の確保のためには靭性（壊れにくさ）の向上が重要

・セラミックスの塑性変形能を向上させることにより、靭性の向上を目指す。

解決手段

・Mo-Ti-C三元系のTiCは金属相と平衡させると、TiサイトにMoを置換、Cサイトに空孔を形成する格子欠陥が導入された(Ti,Mo)C_xとなる。

・格子欠陥は変形に必要な応力に影響する剛性率を低下させ、塑性変形能を向上させる。

・(Ti,Mo)C_xの変形挙動をマイクロピラー圧縮試験およびナノインデンテーション試験を用いて評価

成果・新規性

①塑性変形初期における(Ti,Mo)C_xの転位生成開始応力（塑性変形開始応力）は剛性率に比例しており、その傾向は種々の金属と一致

②剛性率の低下に伴って(Ti,Mo)C_xの強度は低下したため、(Ti,Mo)C_xの変形は金属と同様に転位に影響されていること、格子欠陥に伴う剛性率の低下によって(Ti,Mo)C_xの変形能が改善されること、が示された。

期待される市場・応用

・航空宇宙材料、サーメット

発表文献

S. Ida et al., Journal of the Ceramics Society of Japan 134(2026), 110-115.

謝　辞：本研究は科研費若手研究（JP24K17526）、NIMS連携拠点推進制度により実施されたものである。

担当者：井田駿太郎、木村禎一

共同研究者：（物質・材料研究機構）仲川枝里、Florian Tropper、大村孝仁、（東北大学）吉見享祐