• トップ
  • 片柳研究所について
  • Web展示
片柳研究所 東京工科大学

片柳研究所について

Web展示

展示スペースで公開中の研究展示
セラミックス複合材料(CMC)の実用化に向けた研究紹介

片柳研究所棟1階の展示スペースに、2020年7月1日より「セラミックス複合材料(CMC)の実用化に向けた研究紹介」を展示しています。
これは、4月1日(水)から5月8日(金)まで「文部科学省情報ひろば」新庁舎2階エントランス(東京都千代田区)で展示していたものです。

1.セラミックス複合材料センター

2017年4月、東京工科大学片柳研究所にセラミックス複合材料(CMC)センターが設立され、航空機用エンジン等さまざまな工業部品の重要部材への適用が望まれるCMCの実用化を目指した研究開発を進めています。
CMCセンターでは、経済産業省、文部科学省、内閣府からの研究や国内関連企業との産官学連携研究開発を行っています。

  • 展示物1
    詳細はこちら
  • 展示物2
    上)炭化ケイ素繊維(SiC繊維)
    Silicon Carbide Fiber(SiC Fiber)
    SiC/SiC複合材料に使用される代表的な高強度で高耐熱性を持つ炭化ケイ素繊維
    【奥の列】:宇部興産(株)製チラノ繊維SA、チラノ繊維ZMI、チラノ繊維ZE
    【手前の列】:NGSアドバンストフィバー(株)製ハイニカロン・タイプS、ハイニカロン、ニカロン
    下)三次元織物(3D織物) 三軸組物
    【シキボウ(株)製造】 Triaxial Braiding
    Three-Dimensional
    Fabric(3D Fabric)
    【produced by Shikibo Ltd.】
    SiC/SiC複合材料のプリフォームの例
    SiC/SiC複合材料で部品を製造する場合、3次元織りや組紐織り等の複雑な製織技術を多用して、SiC繊維を予め部品形状に合わせて製織、プリフォームとする方法がある。
  • 展示物3
    C/SiC 燃焼器・ノズル
    (1650°C燃焼試験後)
    【宇宙航空研究開発機構 提供】
    C/SiC Combustion Chamber and Nozzle
    (after Combustion Test at 1650°C)
    【exhibited by JAXA】
    SiC/SiC複合材料の用途例
    N2O/エタノール燃焼ロケットエンジン用のSiC/SiC燃焼器・ノズル
    SiC繊維を三軸組紐織によりノズル形状に織った織物をプリフォームとし、化学気相含浸法(CVI法)によりSiCマトリックスを複合化した

2.セラミックス基複合材料(CMC)が拓くサステイナブル社会

セラミックス複合材料(CMC)を利用した航空機エンジンはCO2削減・省エネルギーによるサステイナブル社会実現に貢献します。

  • 展示物1
    詳細はこちら
  • 展示物2
    Al2O/Al2O複合材料
    Ox/Ox複合材料の用途例
    航空機エンジン部材や1000°C程度までの温度領域で使用される。
    アルミナ(Al2O)やムライト(3Al2O・2SiO2)系繊維に酸化物(Ox)セッラミックス粉末を含浸させ焼結して複合材料を作成した。製造技術と性能評価はNEDOプロジェクトで実施され商品化された。
  • 展示物3
    C/Sic複合材料自動車用ブレーキローター
    (走行試験後)
    C/SiC複合材料の用途例
    自動車用ブレーキローターとして使用し、安全に使えることを実装走行証明済。
    炭素繊維を短く切断し、SiCマトリックスと溶融Si含浸反応法(RMI法)により製作した。この複合材料の製造技術はNEDOプロジェクトにて実施され商品化されている。

3.CMCを創る

SiC繊維を織り込むことで2次元・3次元形状に成形したのち、この繊維の隙間に繊維と同じセラミックス材料を充填することでCMCが作られます。

  • 展示物1
    詳細はこちら
  • 展示物2
    SiC/SiC アニュラ型燃焼器ライナ
    (1600°C燃焼試験後)
    【先進材料利用ガスジェネレータ技術開発計画にて実施された】
    SiC/SiC Annular Type Combustor Liner
    (after Combustion Test at 1600°C)
    【supported by AMG Project】
    SiC/SiC複合材料の用途例
    アニュラ型燃焼器のアウタライナとインナライナ、1600°Cの燃焼テスト済み。
    SiC繊維の二次元織物をライナ形状に積層した後にステッチした物をプリフォームとし、ポリマー含浸焼成法(PIP法)によりSiCマトリックスを複合化した。この燃焼器ライナの試作および燃焼試験は、先進材料利用ガスジェネレータ技術開発計画にて実施された。

4.CMCを使う

CMCを安全に使用するため実使用環境に近い条件での試験を行います。この試験は通常は長時間で多く行う必要がありますが、開発期間を短縮するためAIを利用した高温性能や力学的な性能評価を行っています。

  • 展示物1
    詳細はこちら
  • 展示物2
    C/C HYFLEX(Hypersonic Flight Experiment)ノーズコーン試験供試体
    【宇宙航空研究開発機構 提供】
    C/C HYFLEX Nose corn Experimental Model【exhibited by JAXA】
    C/C複合材料の用途例
    極超音速飛行実験での先端部分(ノーズコーン)試験供試体で、空力過熱による熱の試験(耐熱特性評価等)を地上で実施済み。
    ノーズコーン形状に積層したC繊維のプリフォームにポリマー含浸焼成法(PIP法)によりCマトリックスを複合化した。