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特集　過酷環境を支えるセラミックス材料

セラミックスは，過酷環境に唯一耐え得る優れた素材として応用に向けた開発要求がますます高まっています．先の震災時における甚大な原発事故は記憶に新しいところであり，燃料および原子炉用セラミックス材料，特に耐照射・耐水蒸気腐食材料の開発が産官学の連携のもと急ピッチで進められています．近年のこのような動きは，欧・米諸国や中国を中心に特に活発化しています．国内でも，これまでによく知られているSiC系やSi₃N₄系に加え，HfやZrのB基およびC基を中心に新たな研究展開も図られています．本特集では近年のこのような研究動向を踏まえ「過酷環境に耐えるセラミックス材料」に関して基礎研究段階のものから応用例にわたる研究の進捗状況をわかりやすく解説していただくことを目的に企画することとしました．　（特集担当委員：森田孝治）

■ 超高温材料の工業炉等各種高温機器への適用による省エネルギー効果

中川　成人

優れた耐熱性と熱吸収・放射特性を有するSi-C-(M)-O系無機繊維布部材を組み込んだモジュールを高温燃焼ガス炉の排気口に設置することにより革新的な省エネルギー効果を発現．

■ 人工衛星用セラミックスラスタの開発

田中　伸彦・三島　弘行・松尾　哲也・野中　吉紀・佐藤　英一・澤井秀次郎

金星探査機あかつき（PLANET-C）の軌道変換用エンジンとして搭載された500N二液セラミックスラスタの開発経緯について報告し，さらに今後のセラミックスラスタの開発計画について概説する．

■ 航空機エンジン用セラミック基複合材料の研究開発

小谷　政規

今後20年間で大きなマーケットが期待されている航空機エンジンの軽量化と性能向上に向けて，タービンや燃焼器へのCMCの適用に関する研究開発がますます活発化している状況について概説する．

■ 炭素繊維強化炭素複合材の宇宙・航空エンジンへの適用に向けた耐酸化コーティングの研究

竹腰　正雄・小野　文衛・小川　和洋・佐藤　正喜

高温酸化環境からC/C複合材を保護するためのCVD-SiCコーティングのクラック封止技術の研究と，補修技術としてパウダージェットデポジション法を用いたセラミックスコーティング手法の研究について紹介する．

■ 原子力用途でのSiC/SiC研究開発の現状と課題

檜木　達也

耐照射特性，耐食性等からSiC/SiCは将来の原子力を担う材料として，期待されている．研究開発の進展とともに，核融合から，先進核分裂炉，軽水炉へ，より近い将来の応用を目指した研究開発が進められている．

■ 過酷環境を想定したSiC/SiC複合材料の破壊挙動の評価法

野澤　貴史

原子炉材料照射試験において，照射容積，放射化，廃棄物等の問題から微小試験片技術開発が有効である．本稿では，複合材料独特の異方性に着目し，複合材料のための微小試験片技術の特徴と課題を整理した．

■ 照射環境でのSiC材料の特性変化

近藤　創介

SiCでも金属と同様に照射下ではスウェリングや照射クリープ等が問題となる．照射データの蓄積が活発にされてきたが，多くの材料特性は緩やかに変化する．最近の照射データを参照しながら，照射下で安定な微細組織がその基本にあることを概説する．

■ 事故耐性燃料用SiC/SiC複合材料被覆管とSiCセラミックス燃料の研究開発と実証

下田　一哉

既存の燃料被覆管，燃料では成しえない，事故時の水素発生および炉心温度上昇を抑制することが期待させるSiCセラミックス材料を用いた事故耐性用被覆管や燃料の近年の研究・開発に焦点を当て詳述する.

■ 直流1 MV真空絶縁機器用大型セラミックリングの開発と実用化

戸張　博之・花田 磨砂也・松山　久好・森川　一文

国際熱核融合実験炉（ITER）のプラズマ加熱装置である中性粒子入射装置(NBI)に必要とされた世界最大口径(1.56m)の高純度セラミックリングの実用化に向けた技術開発を紹介する．

■ SiC-ZrB₂コンポジットセラミックスの耐酸化性

後藤　孝・且井　宏和

SiCは高温で優れた耐酸化性を有するが，低酸素分圧や2000 K以上の超高温環境下ではアクティブ酸化やバブルの発生により激しく損耗する．本稿では，SiCの酸化メカニズムと，SiC–ZrB₂複合セラミックスの耐酸化特性について説明する．

■ 金属融体の拡散および反応を用いた超高温セラミックスの接合

齊藤　敬高・中島　邦彦・アンドレアス.M.グレーザー・ラウラ.エスポジット

超高温セラミックスは優れた化学的安定性や高い熱・電気導電性，機械的特性を有しているが，緻密化または複雑形状を作り込むことが非常に困難である．本稿では，UHTCの優れた高温特性を損なうことの無い高信頼性の接合方法を紹介する．

■ HfO₂-SiC系超高温セラミックスの耐酸化性および機械的特性

篠田　豊・Rishi RAJ・蓑口　裕正・赤津　隆・若井　史博

HfO₂-SiC複合セラミックスは優れた耐酸化性と力学特性を兼ね備え，次世代の超耐熱材料としてその応用が期待される．力学特性は，HfO₂の相変態挙動と密接に関係し，SiC添加による結晶粒微細化により著しく向上する．