高度に発達した現代社会の基幹をなしているのは,材料です.また,社会の発展に伴って注目を集めるようになってきた環境の問題,資源の問題も,その解決の鍵を握っているのは材料です.
私たちの研究室では,プラズマ溶射プロセスを利用した新素材の開発
に取り組んでいます.プラズマ溶射は,高温・高速のプラズマジェット中に金属,セラミックスなどの
原料になる 粉末
を投入し,熱エネルギ−と運動エネルギ−を与えて基板に衝突・積層させ,皮膜をつくる技術です.この手法を利用して,過酷な環境に絶える材料,エネルギ−効率のよいエンジンを作るために必要な材料をはじめ,人間の骨の代わりになる生体材料など,さまざまな材料の開発を行っています.
また,プラズマ溶射プロセス自身にもまだわからないことが多く残されています.そこで,この手法をより高度で信頼性の高い技術にするため,溶射機構の解明 にも取り組んでいます.
さらに,機能性焼結材料の開発
にも取り組んでいます.セラミックスや金属間化合物は硬くて強く,高温や腐食環境でも使用できるなど魅力的な性質を持っていますが,切ったり削ったり曲げたり,と言うような加工が難しい材料です.このため
粉末 を原料にして,型に入れ成形し,高温で焼き固める,焼結
という手法が使われます.
この焼結現象は,粉末の表面の性質に強く影響されます.そこで,粉末表面を焼結しやすい材料でおおってやると,簡単に焼結材料が作れるようになります.また,粉末表面をおおう材料を変えることによって,焼結材料にさまざまな機能を持たすことが出来るようになります.
このような 粉末の複合化による機能性焼結材料の合成 も試みています.
プラズマ溶射プロセス と 焼結プロセス ,プラズマ溶射はミリ秒(1/1000
秒),焼結はキロ秒(1000秒,1時間=3.6キロ秒)のプロセスで,一見大きく違っているように思えますが,どちらも
粉末
を出発原料にするところに共通点があります.
私たちの研究室では,このようなプロセスを利用して,新しい性質,機能を持った材料を創り出し,なぜ,どのようにすれば,そのような性質が現れるのかを調べています.
ちなみに,粉末
は固体 でありながら液体
のような(サラサラと流れる,複雑な形の入れ物の中にもすき間なく入る)性質,気体
のような(煙のようにフワフワとただよう)性質を持っています.このため,物質の第4の状態
と呼ばれることがあります.また,プラズマ も固体,液体,気体
の次にあらわれる物質の状態,物質の第4の状態 と呼ばれています.この 物質の第4の状態
の持っている可能性に夢を託して新しい材料の開発に取り組んでいます.
合い言葉は,おもい
をことば
に,ことば
をかたち
に!
粉末の複合化による機能性焼結材料の合成