幅広い分野に展開する
傾斜機能材料の作り方と応用』

2000年7月:発行 第1版
B5版 200頁
定価 18,000円(税別・送料別)


■刊行主旨■
 これまでの材料科学は“均一性”と“界面”を重視しており、材料内部で組成や組織が変化し、それによって性質も変わっていくような、物性が定義されないものはまともに取り扱われてきませんでした。従来からの材料で達成できない革新的な性質や機能を実現するための新しい概念として、傾斜機能材料が日本で生まれ、1987年に初めて報告が出されて以来、各国で数多く研究が行われるようになりました。
 傾斜機能材料は当初は熱応力緩和型を中心に展開し、日本がその中心的役割を果たしてきましたが、傾斜機能材料の概念からも分かるように、幅広い機能発現の可能性が提案・研究され電気、光学、原子力から生体材料にいたる分野にまで広い広がりをみせています。傾斜機能材料の概念は21世紀の材料開発を担う重要な意味をもっています。
 本書は、これまで発表された論文を中心に、レビューを試み、実際的な技術を特許を中心に解説しています。また、月刊「マテリアルインテグレーション」に載った記事を再編しこの分野の一線で研究を紹介しています。

Contents

第1章 傾斜機能材料の製造

 第1節 傾斜機能材料の製造法
(TIC 上野 力氏)
  1.傾斜機能材料の概念
  2.熱応力緩和型傾斜機能材料の設計
    ・FGMの逆設計手順
    ・傾斜組成分布関数
    ・傾斜組成物性値推定に関する知識表現
    ・物性測定におけるファジイ理論の応用
  3.FGMの製造
    ・粒子配列法
    ・遠心力法
    ・電解析出法
    ・プラズマ溶射法
    ・燃焼合成法
    ・気相合成法
  4.傾斜機能材料の評価
    ・遮熱性の評価
    ・耐熱性の評価
    ・組織の評価
  5.特許に見るFGMの製造法
    ・粉末冶金技術の応用
    ・温度傾斜焼結
    ・セラミック技術の応用
    ・プラズマスプレー法
    ・SHS法
    ・遠心鋳造法


 第2節 傾斜機能材料の最近の研究動向
(東北大 平井 敏雄氏ほか)
  1.はじめに
  2.主なプロジェクト研究
  3.新しい傾斜化プロセスの開発
  4.傾斜構造による新しい機能の発現
  5.むすび


 第3節 放電プラズマシステムと傾斜機能材料
(東北大 大森 守氏ほか)
  1.はじめに
  2.粉末積層傾斜機能材料の設計
  3.温度差焼結用黒鉛型
  4.積層焼結傾斜機能材料
    4.1 高分子/金属傾斜機能材料
    4.2 ZrO2/金属傾斜機能材料
    4.3 WC/金属傾斜機能材料


 第4節 複合電鋳法を用いたNi/ZrO2傾斜機能材の開発
(サミックス 岡田 益雄氏)
  1.はじめに
  2.金属とセラミックス
  3.傾斜機能複合めっき
  4.電鋳複合めっき法
  5.製造方法
  6.結果と考察
    6.1 FGMの観察
    6.2 熱伝導率


第2章 傾斜機能材料の応用

 第1節 特許に見るFGMの応用
(TIC 上野 力氏)
  1.高炉の炉壁
  2.自動車エンジン部品
  3.ガスタービン部品
  4.電気・電子部品
  5.その他の応用技術
    5.1 エネルギー変換分野
    5.2 工具材料
    5.3 今後の応用の可能性


 第2節 傾斜構造を有するセラミックス系超硬工具材料の設計
(阪大 林 君山氏ほか)
  1.緒言
  2.傾斜化による工具母材の強化
  3.圧縮残留応力による強靭化のコンセプト
  4.残留応力による強靭化の応用
  5.おわりに


 第3節 傾斜機能超硬工具
(住友電気工業 池ヶ谷 明彦氏ほか)
  1.はじめに
  2.傾斜機能超硬工具の開発
    2.1 傾斜機能超硬合金
    2.2 傾斜組成超硬/鋼接合材料の開発
  3.おわりに


 第4節 傾斜機能材料と宇宙往還機
(航空宇宙技研 新野 正之氏ほか)
  1.はじめに
  2.RLVとは
  3.宇宙往還機へのFGM適用例
    3.1 OMSエンジン
    3.2 RCSエンジンの開発
  4.RLVへのFGMの適用可能性
  5.おわりに


 第5節 傾斜機能を備えた高周波伝送用の電子基板
(京都工芸繊維大 西田 俊彦氏)
  1.はじめに
  2.高周波用絶縁材料としての誘電体
  3.誘電率傾斜型基板の調製
  4.傾斜機能誘電体基板の新しいプロセス
  5.むすび


 第6節 屈折率傾斜型多層膜光フィルタ
(アルプス電気 染野 義博氏ほか)
  1.はじめに
  2.従来型の多層膜光フィルタ
  3.屈折率傾斜型フィルタの構成
  4.屈折率傾斜型フィルタの成膜
  5.おわりに


 第7節 屈折率傾斜ポリマー光ファイバ
(慶応大 小池 康博氏ほか)
  1.はじめに
  2.ポリマー光ファイバ(POF)
    2.1 POF開発の歴史
    2.2 低伝送損失化
  3.屈折率傾斜と広伝送帯域化
    3.1 伝搬モード解析
  4.まとめ


 第8節 傾斜構造熱電変換材料
(金材研 西田 勲夫氏)
  1.はじめに
  2.熱電材料の性能評価
  3.熱電材料の高性能化
    3.1 組成・組織制御による熱伝導率の低減
    3.2 キャリヤ濃度FGM
  4.異種FGM熱電材料の接合による高性能化
  5.傾斜構造熱電材料の実例
  6.おわりに


 第9節 ミクロ傾斜構造をもつ熱電子発電器エミッタ
(東京タングステン 加藤 昌宏氏)
  1.はじめに
  2.熱電子発電とエミッタ材料
  3.ミクロ傾斜構造の形成
    3.1 Re/W/Mo傾斜構造
    3.2 Ir/W/Ta傾斜構造
  4.FGMエミッタを装着した熱電子発電器の発電特性
  5.ミクロ傾斜構造による熱応力の緩和
    5.1 傾斜構造モデル
    5.2 熱応力の計算
    5.3 熱特性力学特性の組成依存性
    5.4 熱応力分布
  6.結言