公益財団法人特殊無機材料研究所

平成29年度事業報告書

平成29年4月1日~平成30年3月31日

 

 炭化ケイ素繊維は、1975年東北大学金属材料研究所の矢島聖使教授とその研究室メンバーにより、ポリカルボシランを溶融紡糸後焼成するプロセス(Yajima Process)により世界で初めて作成され、その後、宇部興産(株)ならびに日本カーボン(株)において成功裡に商品化されている。最近、欧米では、次世代航空機ジェット・エンジンに不可欠の基幹高温材料として、炭化ケイ素繊維がgame-changing technologyあるいはcutting edge next generation technologyに位置づけられて注目を集めている。

 航空機産業は、今後少なくとも20年間は年率5%以上の成長が見込まれる最も有望なハイテク分野である。特に、グローバル・マーケットの主要部分を占めつつある民間航空機においては、エンジンの安全化、軽量化、高温動作化、低燃料消費化、環境汚染ガス排出低減化、メインテナンス軽減化等が必須の高度化対策と目されている。これらの高度化ニーズを満たすには、エンジン構成材料を従来のニッケル系超合金から炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素マトリックス複合体に切り替える大変革が必要であると考えられている。

 このような社会経済的ならびに技術的背景を踏まえて、「既存の炭化ケイ素繊維の安定供給・大量生産技術の確立」そして「炭化ケイ素繊維のさらなる高性能化」を2本柱とするNEDOプロジェクト「軽量耐熱複合材CMC技術開発」が宇部興産(株)を主幹会社として平成27年7月から5年計画でスタートしている。当財団は、平成29年度においては、このNEDOプロジェクトと連携して、「炭化ケイ素繊維のさらなる高性能化に関する基礎的研究開発」ならびに「炭化ケイ素繊維の性能と製造技術に関する国際標準の設定」を事業活動として展開し、併せて関連分野における「研究会等の開催による成果公開、情報交換そして研究促進」を目的としてセミナー、ワークショップならびに研究会を精力的に開催している。

1.炭化ケイ素繊維ならびにその複合成形体の高性能化に関する研究開発
 特定費用準備資金の一部を取り崩し、炭化ケイ素繊維ならびにその複合成形体の高性能化に関する下記の4テーマの基礎的研究を行っている。(  )は共同研究機関である。

 

・紡糸・不融化・焼成プロセスにおける化学結合の変化   (大阪府立大学)
・焼成・無機化におけるナノ組織構造の解析   (日本原子力研究開発機構)
・有機ポリマー・ルートによるSi-C系ナノ粒子   (愛媛大学)
・炭化ケイ素繊維/マトリックス複合体   (東京工業大学)

 グローバル・マーケットは炭化ケイ素繊維による次世代航空機ジェット・エンジンの本格的実用化を2030年と設定しているので、炭化ケイ素繊維とその複合体の抜本的高度化を目指す基礎的研究開発が今後10数年にわたる熾烈な国際競争となるのは必然である。上記の4研究テーマはこの国際的研究競争に打ち勝つためには避けて通れない課題であり、かつ日本の大学・研究機関の中にこれらの基礎的研究を行う拠点を形成し、人材育成を図らなければならない。このような視点に立脚して、公益財団法人特殊無機材料研究所は研究事活動事業を鋭意選択・集中して展開している。

2.炭化ケイ素繊維ならびに複合成形体の国際標準規格設定に関する活動
 炭化ケイ素繊維は世界に先駆けて日本において最初に開発され、工業製品化された正に日本発のオリジナル材料である。最近、宇宙・航空産業を中心として欧米ならびに中国において炭化ケイ素繊維への注目が急速に高まりつつあり、健全なグロ-バル・マーケットの形成が強く求められている。そのために、炭化ケイ素繊維の製法、構造、強度・耐熱性等の諸性質に関する規格を国際的に標準化して、公正かつ透明な競争と選択を可能にしなければならない。公益財団法人特殊無機材料研究所は、創設期からフロント・ランナーとして炭化ケイ素繊維の研究開発に深く携わっており、国際標準規格設定を主導する最適任者として広い視野に立脚して本活動を展開している。平成29年度は、ファインセラミック協会と共同して、ISO/TC206ミラノ会議において樹脂含浸炭化ケイ素繊維束の機械的強度評価に関する報告を行い、国際標準規格の設定作業を強力に進行している。

3.研究会等の開催による成果公開、情報交換そして研究促進
 (1)セミナーAIMS-2017
 平成29年6月1日(木)14:00~15:25
 学士会館
 ・菅原 義之 (早稲田大学理工学術院 教授)
 「無機ナノ構造の表面修飾による元素ブロックの作製とその応用」 
 ・福嶋 喜章 (サイエンス・コーディネーター中性子科学センター
 一般財団法人総合科学研究機構CROSS)
 「曜変天目茶碗および中国建陽古窯採取試料の分析」

 (2)PD-SiCs研究会
    第1回 平成29年 7 月 13 日 (木) 13:30~16:30
        大阪府立大学I-siteなんば
        ・藤井 俊史(シキボウ株式会社)
        「CFRPボルト接合継手における繊維配向の最適化」
        ・成澤 雅紀(大阪府立大学)
        「シリコンオキシカーバイドに関する国内外の研究動向」
        ・武久 健治(YSテック株式会社)
        「超耐熱バーコードラベルの開発と展開」
        ・福島 明(三菱重工航空エンジン株式会社)
        「航空エンジンの材料とCMC」

    第2回 平成29年10月12日(木)13:30~16:00
        株式会社超高温材料研究センター(JUTEM)山口事業所
        ・大坪 英樹(株式会社 超高温材料研究センター)
        「炭化ケイ素系繊維集合体セラミックスの特徴と特性」
        ・澁谷 昌樹(宇部興産株式会社)
        「チラノ繊維の開発経緯とその展開」
        ・大柳 満之(龍谷大学 理工学部)
        「SiC繊維と織物へのBN被覆と焼結の試み」

    第3回 平成30年1 月16日(火)13:30~16:30
        日本化学会化学会館
        ・林 謙一(日本曹達株式会社)
        「パージメチルシラン(PDMS)の過去・現在・将来」
        ・成澤 雅紀(大阪府立大学)
        「Si-O-C基セラミックスの二次電池負極材への応用についての
         国内外の取り組み」
        ・岡村 光恭(NGSアドバンストファイバー株式会社)
        「SiC連続繊維のサプライヤーから見た最近のCMC動向」
        ・下田 一哉(国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS))
        「SiC/SiC複合材の高温評価技術の革新」

    第4回 平成30年6月4日(金)15:40~16:15
        学士会館
        ・鈴谷 賢太郎(日本原子力機構J-PARCセンター)
        「ポリカルボシランの熱分解過程における、高エネルギーX線回折に
         よるアトミックスケールの可視化」

    (3)炭化ケイ素繊維・複合体高度化プロジェクト・ワークショップ2017
        平成29年12月25日(月)13:00~17:00
        学士会館
        ・鈴木 謙爾(公益財団法人特殊無機材料研究所)
        「ワークショップの狙い」
        ・吉田 克己(東京工業大学科学技術創成研究院先導原子力研究所)
        「アルミニウム及びホウ素添加が炭化ケイ素セラミックスの微構造及び
         特性に及ぼす影響」
        ・山室 佐益(愛媛大学大学院理工学研究科)
        「有機-無機変換を利用したSiCナノ粒子の液相合成の試み」
        ・成澤 雅紀(大阪府立大学大学院工学研究科)
        「炭化ケイ素繊維の性能向上に係る技術要素の調査検討」
        ・鈴谷 賢太郎(日本原子力研究開発機構J-PARCセンター)
        「高エネルギーX線回折によるチラノSA繊維の構造」
        ・鈴木 謙爾(公益財団法人特殊無機材料研究所)
        「炭化ケイ素繊維高度化プロジェクトの今後について」

4.理事会
    第1回 平成29年5月12日(月)11:00-14:00
        学士会館
        ・平成28年度事業報告書案の審議・承認
        ・平成28年度収支決算書案の審議・承認
        ・平成28年度監査報告書の承認
        ・次期理事候補者の推薦
        ・平成29年度定時評議員会の開催
        ・PD-SiCs研究会

    第2回 平成29年6月1日(木)14:00-14:30
        学士会館
        ・代表理事ならびに業務執行理事の選定

    第3回 平成29年12月25日(月)10:00-12:30
        学士会館
        ・代表理事の業務執行状況の報告
        ・業務執行理事の業務執行状況の報告
        ・将来計画委員会からの答申の審議ならびに承認

    第4回 平成30年3月6日(火)13:30-14:30
        公益財団法人特殊無機材料研究所
        ・平成30年度事業計画書の審議ならびに承認
        ・平成30年度収支予算書の審議ならびに承認
        ・規程ならびに契約の設定
        ・代表理事の業務執行状況の報告
        ・業務執行理事の業務執行状況の報告

    5.定時評議員会
        平成29年6月1日(木)11:00-13:30
        学士会館
        ・平成28年度事業報告ならびに決算報告の審議ならびに承認
        ・平成28年度事業ならびに決算監査報告の審議ならびに承認
        ・平成29年度事業計画ならびに収支予算の報告ならびに承認
        ・理事の選任:市川 宏、岡村清人、鈴木謙爾、福嶋喜章を選任
        任期は平成29~30年度定時評議員会開催日の2年