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東北大学技術のご紹介（T21-249）：金属・金属化合物の被覆の剥離や割れを抑え防食性を確実に発揮
炭化ケイ素材や炭化ケイ素繊維強化型複合材は、ジルカロイをはじめとした金属に代わる原子炉等の次世代構造材料として期待されている。炭化ケイ素の機械的特性はセラミックス構造材料として優れるが、放射線照射や高温、高圧水等の環境に曝される場合には、防食被覆が必要となる。対策として金属被覆が行われているが、このような環境では、熱膨張係数差やスウェリング差によって基材との剥離や割れが発生し、防食機能を充分に発揮できないという課題があった。 本発明は、基板上に炭化ケイ素層と中間層と被覆層とを積層していることを特徴とする。その結果、基材との熱膨張係数差やスウェリング差を緩和し、防食機能を向上させたフルセラミックスで構成される炭化ケイ素材や炭化ケイ素繊維強化型複合材を提供可能になった。
表面に微細なセラミックスを微細分散させた高レーザ吸収型金属粉末、複雑形状を有する金属／セラミックス複合材料を作製可能！
金属とセラミックスを混合すると、互いに正に帯電する表面電位のために反発し、互いに離れた状態で分散してしまうため、複合体が形成されないといった課題があった。従来技術として、ポリビニルアルコールを主成分とするバインダーを使用して金属とセラミックスを接着しこれを焼結することで粉末の複合化を達成しているが、バインダーによる組成変化に伴う機能性低下（具体的には、機械的性質の劣化、光吸度の低下、等）や製法時のハンドリングが困難であること、等の課題があった。 本発明は、カーボンナノチューブ（CNT）を用いて、セラミックスと金属を容易に複合体化させることが可能であり、各種粉体のバルク材への適用、例えば焼結材や3Dプリンターによる複合材料への適用が期待される。また金属とCNTのみの複合体作成も可能であり、金属母材の対酸化性向上等を期待できる技術である。
