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低環境負荷エネルギー用複合機能構造材料の開発

研究報告コード R000000317
掲載日 2002年9月30日
研究者
  • 香山 晃
研究者所属機関
  • 京都大学エネルギー理工学研究所
研究機関
  • 京都大学エネルギー理工学研究所
報告名称 低環境負荷エネルギー用複合機能構造材料の開発
報告概要 環境負荷型エネルギー生産システムを成立させる鍵となる高性能・高品位なエネルギー材料の開発基礎研究として,耐熱性やその他の厳しい環境に対して優れた耐性を有する複合機能構造材料・システムを構築することを目的とした。具体的にはセラミックス基及び高融点金属基複合材料の核融合炉,高温ガス炉,超高温燃焼システム等による電気エネルギー生成への応用を目的とし,炭化けい素複合材料(SiC/SiC)やタングステン合金繊維によって強化されたタングステン基複合材料(W/W),及びそれらの複合化要素部材の開発や評価を行った。これらを用いるシステム要素の設計・製作・特性評価を行っている。199年度を中心とする技術開発に成果として,
1)CVI-SiC/SiCの許容設計強度が従来の5倍の複合材料プロセスの開発,
2)反応焼結法により熱衝撃特性に優れたSiC/SiC作成の基礎プロセスの開発,
3)新規ポリマを用いた耐熱性PIP-SiC/SiC作成の基礎技術の開発,
4)高強度W/W複合材料及び接合体の開発,
5)世界細孔性能の複合加速型先進材料超耐環境性実験設備の完成を挙げた。
研究分野
  • セラミック材料
  • 原子炉容器
  • 燃焼装置一般
  • 熱機関一般
  • 金属系複合材料一般
関連発表論文 (1)C.A. Lewinsohn, H. Serizawa, D.E. Johnston, G.E. Youngblood, R.H. Jones and A. Kohyama, “High-Temperature Mechanical Properties of Advanced Nicalon Fibers and Their Relationship to Composite Failure”, Advances in Ceramic Composites IV, Ceramic Transactions, Vol.96 (1999) 371-379.
(2)C.A. Lewinsohn, R.H. Jones, M. Singh, T. Shibayama, T. Hinoki, M. Ando and A. Kohyama, “Methods for Joining Silion Carbide Composites for High-Temperature, Structural Applications”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[3] (1999) 119-124.
(3)G.E. Youngblood, C.R. Eiholzer, C.A. Lewinsohn and R.H. Jones, A. Hasegawa and A. Kohyama, “Fiber Diameter Variation/Sample Preparation and Analysis”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[3] (1999) 481-487.
(4)H. Araki, W. Yang, Y. Shi, S. Sato, T. Noda and A. Kohyama, “Bending Properties of CVI SiCf/SiC Composites at Elevated Temperatures”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 371-378.
(5)H. Serizawa, C.A. Lewinsohn, G.E. Youngblood, R.H. Jones, D.E. Johnston and A. Kohyama, “High-Temperature Properties and Creep Resistance of Near-Stoichiometric SiC Fibers”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 443-450.
(6)M. Kotani, A. Kohyama, K. Okamura and T. Inoue, “Fabrication of High Performance SiC/SiC Composite by Polymer Infiltration and Pyrolysis Method”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 309-316.
(7)S. Suyama, T. Nakagawa, N. Tachikawa, Y. Ito, Y. Katoh and A. Kohyama, “Evaluation of Microstructure for SiCf/SiC Composites by Mercury Intrusion Method”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[3] (1999) 181-190.
(8)T. Nakayasu, M. Sato, Y. Yamamura, K. Okamura, K. Katoh and A. Kohyama, “Recent Advancement of Tyranno/SiC Composites R&D”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 301-308.
(9)T. Noda, H. Araki, W. Yang and Akira Kohyama, “Thermal Stabilities of CVI SiCf/SiC Composites”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 387-394.
(10)T. Shibayama, G.W. He, H. Takahashi, Y. Katoh and A. Kohyama, “Environmental Effects of Microstructural Stability in SiC/SiC Composites”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 161-168.
(11)Y. Katoh, T. Hinoki, A. Kohyama, T. Shibayama and H. Takahashi, “Microstructural Stability of SiC/SiC Composites”, Ceramic Engineering and Science Proceedings, 20[4] (1999) 325-332.
(12)A. Kohyama, T. Nakayasu, M. Kotani, M. Sato, T. Ymamura, K. Okumura, Y. Katoh, “High Performance SiC/SiC Composites for Fusion by New Precursor Polymers and Improved PIP Process”, Fusion Engineering, (1999).
(13)A. Kohyama, E.E. Bloom and K. Ehrich, “Summary of Discussion Session: Design and Materials”, Journal of Nuclear Materials, 271-272 (1999) 538-539.
(14)H. Serizawa, C.A. Lewinsohn. G.E. Younglood, R.H. Jones, D.E. Johnston and A. Kohyama, “High-Temperature Properties of Newly Developed Advanced SiC Fibers”, Key Engineering Materials, Vols. 164-165 (1999) 287-290.
(15)A. Kohyama, “A New Project on R&D of Advanced Material Systems for Conversion of Energy: CREST-ACE Program”, Proc. of the Third IEA International Energy Agency Workshop on SiC/SiC Ceramic Composites for Fusion Structural Applications, (1999) 1-6.
(16)C.A. Lewinsohn, R.H. Jones, M. Singh, T. Shibayama, T. Hinoki, M. Ando, Y. Katoh and A. Kohyama, “Low Activation Joining of SiC/SiC Composites”, Proc. of the Third IEA International Energy Agency Workshop on SiC/SiC Ceramic Composites for Fusion Structural Applications, (1999) 126-131.
(17)S. Suyama, Y. Itoh, S. Nakagawa, N. Tachikawa, A. Kohyama and Y. Katoh, “Effect of Residual Silicon Phase on Reaction-Sintered Silicon Carbide”, Proc. of the Third IEA International Energy Agency Workshop on SiC/SiC Ceramic Composites for Fusion Structural Applications, (1999) 108-112.
(18)T. Nakayasu, M. Sato, T. Yamamura, K. Okamura, Y. Katoh and A. Kohyama, “Recent Advancement of Tyranno/SiC Composites R&D”, Proc. of the Third IEA International Energy Agency Workshop on SiC/SiC Ceramic Composites for Fusion Structural Applications, (1999) 71-75.
(19)T. Shibayama, G.W. He, H. Takahashi and A. Kohayma, “Environmental Effects of Microstructural Stability in SiC.SiC Composites” Proc. of the Third IEA International Energy Agency Workshop on SiC/SiC Ceramic Composites for Fusion Structural Applications, (1999) 167-173
(20)H. Serizawa, C.A. Lewinsohn, G.E. Youngblood, R.H. Jones, D.E. Johnston and A. Kohyama, “Evaluation of Advanced SiC Fibers for Reinforcement of CMC”, Proceeding of 12th International Conference on Composite Materials (ICCM-12), CD-ROM (1999).
(21)H. Serizawa, C.A. Lewinsohn, G.E. Youngblood, R.H. Jones, D.E. Johnston and A. Kohyama, “Strength and Oxidation Resistance of Hi-Nicalon type S at 1373K”, Proceeding of International Symposium on Environment-Conscious Innovative Materials Processing with Advanced Energy Sources (ECOMAP-98), (1999) 583-588.
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「環境低負荷型の社会システム」研究代表者 香山 晃(京都大学エネルギー理工学研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 香山 晃. 環境低負荷型の社会システム 低環境負荷エネルギー用複合機能構造材料の開発. 戦略的基礎研究推進事業 平成11年度 研究年報.科学技術振興事業団, 2000. p.1111 - 1118.

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