Materials and Structures
Laboratory, Tokyo Tech.

No.35

応用セラミックス研究所
ニュースレター 通巻第35号
発 行 日
編集・発行

平成27年10月1日
東京工業大学応用セラミックス研究所
共同利用・研究支援室

問い合わせ
東京工業大学応用セラミックス研究所 〒226-8503 横浜市緑区長津田町4259 R3-27
TEL.045-924-5968 FAX.045-924-5978 電子メール kenkyushien@msl.titech.ac.jp
ホームページ http://www.msl.titech.ac.jp

応セラ研

October 1
2015

Materials & Structures Laboratory

News Letter

教員室

J1棟

J2棟 ・ J3棟

CONTENTS

G5棟

R3棟
R3D棟

S8棟

共同利用・共同研究拠点
先 端 無 機 材 料 拠 点

応セラ研ナウ：物質科学と量子古典境界1

研究の展望：繊維補強セメント複合材料を用いた耐衝撃性の向上技術

2

研究の周辺：新物質の薄膜合成

3トピックス：
ウェブにおけるモーメント伝達効率の低い梁端接合部の変形能力評価
磁気フラストレーション系に現れる負の熱膨張

4

応用セラミックス研究所 学術賞受賞者：
最も普及している鋼材ダンパーの真の制振効果に関する研究および設計指針への反映
エントロピー弾性を示す酸化物ガラス

5

平成 27 年度学術賞、受賞、ワークショップ・国際会議、人事異動

6

応用セラミックス研究所 東京工業大学

応セラ研ナウ

研究の展望

物質科学と量子古典境界准教授

繊維補強セメント複合材料を用いた耐衝撃性の向上技術

中村 一隆

准教授

篠原 保二，研究員

南 正樹

すべての物質はミクロな対象物である原子で構成さ物質系を対象とすることで、外界の熱効果の制御やコンクリート構造物に高速飛翔体が衝突すると、衝繊維補強セメント複合材料を耐衝撃性が高い建築れている。原子の状態や運動は量子力学で記述され、粒相互作用の強さの違う系における量子コヒーレンスの計

撃力によって直接的な損傷・破壊が生じるだけでなく、構造材として適用するためには、より多い種類の繊維及子性と波動性を持っている。したがってマクロな物質の測が可能となり、その結果を基にデコヒーレンス過程の破壊されたコンクリート塊や飛翔体が数100m/s以上のびその特性とセメント複合材料との損傷メカニズムに状態や運動も量子力学で記述されるべきであるが、わ解明、ひいては量子世界と古典世界の境界を明らかにす

高速度で飛散し、人命や構造物に対して二次的被害をついて、まだ検討する必要があるが、近い未来に実現でれわれが日常接するマクロな物質では量子力学特有のることが出来ると考えている。また短時間ではあるがマもたらすことが報告されている。従って、安全なコンクきると考えられる。

特性は失われ、その運動は古典力学で記述される。ここ

クロな物質系に存在する量子コヒーレンスを用いた物

リート構造物を設計するためには、飛翔体の高速衝突でいう量子力学に特有な特性とは、複数の固有状態が質科学の研究といった新しい展開も期待される。

による損傷を低減する必要がある。コンクリートは引張共存する状態（重ね合わせ状態）を持つことで、量子コに弱く、飛翔体の衝突によって容易にひび割れが発生・

ヒーレンスとよばれている。それでは、量子力学的な特

進展し、その裏面にも大きな損傷（裏面剥離）が生じる

性は、いつ、どうやって失われて古典力学的な性質にかことが知られており、耐衝撃性を向上させるためには、わるのだろうか？この疑問は「量子古典境界」として知ら

大きなコンクリート部材厚が要求される。しかし、最近れるもので、量子力学で未解決の問題のひとつである。

では短繊維を混入し、引張変形性能を高めた繊維補強

われわれのグループでは、2010年からJST-CRESTのセメント複合材料のひび割れ抑制及び高エネルギー吸「アト秒制御の凝縮系コヒーレント制御」（代表：分子科

収能力に期待して、耐衝撃性構造材料として適用するこ学研究所大森賢治教授）の研究グループとして「バルクとが検討されている。

固体における量子コヒーレンスの探索と計測技術開発」

繊維補強セメント複合材料の耐衝撃性を向上させるの課題名で、物質科学としての量子古典境界問題に関ためには、多量の繊維をセメント複合材料マトリックスする研究を行っている。固体内部における量子コヒーレに満遍なく分散させることが重要である。繊維の分散性

ンスは非常に短い時間内に失われると想像される。そを高める技術に関しては、①繊維の表面を有機剤の液のため、アト秒の精度で遅延時間を制御したフェムト秒体で処理し、繊維の流動性を改質（繊維自体の改善）、

光パルス列を用い、物質内部における量子状態のラム②低水－セメント比において高性能AE減水剤及び増粘ゼー干渉実験から、量子コヒーレンスの時間変化を計測剤を使用（分散性の改善）することで、繊維混入率3％程している。半導体であるGaAs単結晶では、フェムト秒光

図1 実験装置と測定の様子

パルスで生成した、電子•フォノン結合状態における量子度までの繊維補強セメント複合材料においても、プレーンと同等の流動性（施工性）が確保できる（図１）。

コヒーレンスが室温でも約45フェムト秒の間物質内にこれらの技術を用いて繊維補強セメント複合材料の保持されることを見出した。現在、試料温度を極低温に

繊維混入率を高めることによって、繊維補強なしプレーすることによって量子コヒーレンス保持時間を制御する

ン試験体と比較し、耐衝撃性に対する部材の必要厚さとともに、量子コヒーレンスが時間的に失われていく過を低減できることが明らかになった。図２は建物内部の程（デコヒーレンス過程）の関数型を求めようとしてい人命に最も関係のある部材の裏面剥離限界厚さと飛翔る。また分子科学研究所との共同研究では、固体として体の衝突速度の関係であるが、繊維混入率を３％とするの相互作用が比較的弱い分子性結晶を用いて、その電と、部材厚さをプレーンより約44％低減することが出来子振動系における量子コヒーレンスの計測と、光を使っる。図3の写真より、繊維補強セメント複合材料はプレー

た量子コヒーレンスの制御の研究を進めている。

図1 高性能AE減水剤及び増粘剤の添加による繊維補強
セメント複合材料の流動性（施工性）

図2

フェムト秒光パルス列を用いたラムゼー干渉の概念図

図2 繊維混入率による繊維補強セメント複合材料のプ
レーンに対する裏面剥離限界厚さの低減効果

ンと異なり、より高速な飛翔体の衝突においても、混入
繊維がひび割れの成長・拡幅を抑制し、微細なひび割
れに分散させることによって、耐衝撃性能が向上し、裏面剥離を防止していることがわかる。

01

図3 高速飛翔体の衝突に対する繊維補強セメント複合材
料のひび割れ性状（プレーンとの比較）
02

応セラ研ナウ

研究の展望

物質科学と量子古典境界准教授

繊維補強セメント複合材料を用いた耐衝撃性の向上技術

中村 一隆

准教授

篠原 保二，研究員

南 正樹

すべての物質はミクロな対象物である原子で構成さ物質系を対象とすることで、外界の熱効果の制御やコンクリート構造物に高速飛翔体が衝突すると、衝繊維補強セメント複合材料を耐衝撃性が高い建築れている。原子の状態や運動は量子力学で記述され、粒相互作用の強さの違う系における量子コヒーレンスの計

撃力によって直接的な損傷・破壊が生じるだけでなく、構造材として適用するためには、より多い種類の繊維及子性と波動性を持っている。したがってマクロな物質の測が可能となり、その結果を基にデコヒーレンス過程の破壊されたコンクリート塊や飛翔体が数100m/s以上のびその特性とセメント複合材料との損傷メカニズムに状態や運動も量子力学で記述されるべきであるが、わ解明、ひいては量子世界と古典世界の境界を明らかにす

高速度で飛散し、人命や構造物に対して二次的被害をついて、まだ検討する必要があるが、近い未来に実現でれわれが日常接するマクロな物質では量子力学特有のることが出来ると考えている。また短時間ではあるがマもたらすことが報告されている。従って、安全なコンクきると考えられる。

特性は失われ、その運動は古典力学で記述される。ここ

クロな物質系に存在する量子コヒーレンスを用いた物

リート構造物を設計するためには、飛翔体の高速衝突でいう量子力学に特有な特性とは、複数の固有状態が質科学の研究といった新しい展開も期待される。

による損傷を低減する必要がある。コンクリートは引張共存する状態（重ね合わせ状態）を持つことで、量子コに弱く、飛翔体の衝突によって容易にひび割れが発生・

ヒーレンスとよばれている。それでは、量子力学的な特

進展し、その裏面にも大きな損傷（裏面剥離）が生じる

性は、いつ、どうやって失われて古典力学的な性質にかことが知られており、耐衝撃性を向上させるためには、わるのだろうか？この疑問は「量子古典境界」として知ら

大きなコンクリート部材厚が要求される。しかし、最近れるもので、量子力学で未解決の問題のひとつである。

では短繊維を混入し、引張変形性能を高めた繊維補強

われわれのグループでは、2010年からJST-CRESTのセメント複合材料のひび割れ抑制及び高エネルギー吸「アト秒制御の凝縮系コヒーレント制御」（代表：分子科

収能力に期待して、耐衝撃性構造材料として適用するこ学研究所大森賢治教授）の研究グループとして「バルクとが検討されている。

固体における量子コヒーレンスの探索と計測技術開発」

繊維補強セメント複合材料の耐衝撃性を向上させるの課題名で、物質科学としての量子古典境界問題に関ためには、多量の繊維をセメント複合材料マトリックスする研究を行っている。固体内部における量子コヒーレに満遍なく分散させることが重要である。繊維の分散性

ンスは非常に短い時間内に失われると想像される。そを高める技術に関しては、①繊維の表面を有機剤の液のため、アト秒の精度で遅延時間を制御したフェムト秒体で処理し、繊維の流動性を改質（繊維自体の改善）、

光パルス列を用い、物質内部における量子状態のラム②低水－セメント比において高性能AE減水剤及び増粘ゼー干渉実験から、量子コヒーレンスの時間変化を計測剤を使用（分散性の改善）することで、繊維混入率3％程している。半導体であるGaAs単結晶では、フェムト秒光

図1 実験装置と測定の様子

パルスで生成した、電子•フォノン結合状態における量子度までの繊維補強セメント複合材料においても、プレーンと同等の流動性（施工性）が確保できる（図１）。

コヒーレンスが室温でも約45フェムト秒の間物質内にこれらの技術を用いて繊維補強セメント複合材料の保持されることを見出した。現在、試料温度を極低温に

繊維混入率を高めることによって、繊維補強なしプレーすることによって量子コヒーレンス保持時間を制御する

ン試験体と比較し、耐衝撃性に対する部材の必要厚さとともに、量子コヒーレンスが時間的に失われていく過を低減できることが明らかになった。図２は建物内部の程（デコヒーレンス過程）の関数型を求めようとしてい人命に最も関係のある部材の裏面剥離限界厚さと飛翔る。また分子科学研究所との共同研究では、固体として体の衝突速度の関係であるが、繊維混入率を３％とするの相互作用が比較的弱い分子性結晶を用いて、その電と、部材厚さをプレーンより約44％低減することが出来子振動系における量子コヒーレンスの計測と、光を使っる。図3の写真より、繊維補強セメント複合材料はプレー

た量子コヒーレンスの制御の研究を進めている。

図1 高性能AE減水剤及び増粘剤の添加による繊維補強
セメント複合材料の流動性（施工性）

図2

フェムト秒光パルス列を用いたラムゼー干渉の概念図

図2 繊維混入率による繊維補強セメント複合材料のプ
レーンに対する裏面剥離限界厚さの低減効果

ンと異なり、より高速な飛翔体の衝突においても、混入
繊維がひび割れの成長・拡幅を抑制し、微細なひび割
れに分散させることによって、耐衝撃性能が向上し、裏面剥離を防止していることがわかる。

01

図3 高速飛翔体の衝突に対する繊維補強セメント複合材
料のひび割れ性状（プレーンとの比較）
02

研究の周辺

トピックス

新物質の薄膜合成准教授

ウェブにおけるモーメント伝達効率の低い
梁端接合部の変形能力評価

平松 秀典

筆者は、パルスレーザー堆積法（写真1）を用いて、さによっては表面を再度鏡面研磨してから再利用する。今

まざまな新物質の薄膜合成に取り組んでいる。この手

回のこの原稿執筆を機に改めて思ったことは、薄膜合成

法では、真空中に設置したターゲットと呼ばれる直径1装置などの真空設備の維持管理だけでなく、単結晶基cmほどのバルク体試料に、集光したパルスレーザーを板の大量購入など、実にお金のかかる研究テーマに取照射してターゲット物質を蒸発させ、対向位置に置いてり組んでいる。他の研究者ができないような実験をやある1 cm角程度の大きさの基板上に、100 nm（ナノメー

らせてもらっていることは、一人の研究者として大変あトル, 10 ‒9 m）程度の厚さの薄膜を形成させる。再現性よりがたく、誇らしいことだと思っている。いままでの、そく系統的な実験を行っていくには、プルームと呼ばれしてこれからの研究成果のうちひとつでも多く、実際にる、蒸発させた粒子群をいかに制御するかが鍵となるこ

使われる新「材料」として社会に貢献できるものが見つとから、薄膜合成実験中のプルームを見極める鋭い観

けられるよう、これからも研究に勤しむ所存である。

教授

柱を角形鋼管とした柱梁接合部では、梁ウェブから柱へのモーメント伝達は柱ス
キンプレートを介して行われるが(図1)、柱スキンプレートが面外に変形することか
ら、特に柱板厚が薄い場合にはスキンプレートの面外剛性および耐力が不足し梁ウェブにおけるモーメント伝達効率が低下する。本研究では(独)建築研究所と共同で、梁をSN490、柱をBCR295とした角形鋼管柱-H形鋼梁接合部について、特にウェブにおけるモーメント伝達効率が低く接合部係数が低くなり保有耐力接合の条件
図1 梁端部における応力伝達の模式図を満足しないような場合に、実際にはどの程度の塑性変形能力があるのかを明らかにするため、これまであまり行われてこなかったウェブにおけるモーメント伝達効率が低い接合部試験体を対象とした繰り返し載荷実験を行い、接合部係数と破断によって決まる塑性変形能力の関係や、ウェブのモーメント伝達効率が低い場合の接察能力が実験者に求められる（写真2）。これが、ほぼ人合部耐力に関する検討を行った。図2に実験結果(荷重-変形関係)の一例を示す。研的要素なく合成パラメータを指定できる、スパッタリン

究成果は、建築基準法の公的解説書である「2015年版 建築物の構造関係技術基準

グや分子線エピタキシーなどの手法と決定的に異なる解説書」に反映され、これまで曖昧であったモーメント伝達効率の低い梁端接合部点である。さらに、薄膜のもととなるターゲットは、目的

図2 荷重-変形関係の一例とする薄膜と同組成の多結晶体とすることが多いため、薄膜合成法を習得するだけでなく、粉体を扱ったバルクの評価の確立に役立てられた。

磁気フラストレーション系に現れる負の熱膨張合成能力も求められる。それではなぜこのように複雑な手法を基軸として研究を行っているかというと、他の薄教授

膜合成手法と比較して、物質の種類を変えて実験できるスピードが圧倒的にはやいからである。すなわち、新写真1 パルスレーザー堆積法／分子線エピタキシー装置

系では、２個のスピンを安定になるように反平行に並べると、残った１個のスピンはラグなく即座に薄膜合成実験をどんどん試すことがでどちらを向いても同じエネルギーを持ち、単一の規則構造を取ることが困難です。一きる。

方、熱力学第三法則は、温度を下げ、最終的に絶対零度になると何らかの規則構造

これまでその特徴を生かして、酸化物、硫化物、酸カ三角格子での磁気フラストレーション

ルコゲナイド、セレン化物、酸ヒ化物、ヒ化物など、複雑な化学組成を有するさまざまな新物質の薄膜化とそれくから二次元三角格子の研究が盛んでしたが、近年、三次元的構造を持つパイロクの年間総数は、そのときのテーマ設定にも依存するが、に使うのではなく、実験後は薄膜を酸で溶かして、場合の微妙なバランスによって、絶対零度までゆらいだ状態を保つ場合、遠いスピン間結晶格子と相互作用して規則化する場合などの多様な興味深い現象を示します。古

指導を担当する学生やポスドクの使用する単結晶基板「非常に高価な」消耗品である。そのため、一度だけ実験を取ることを要請します。このような系はフラストレーション系と呼ばれ、相互作用の相互作用により規則化する場合、電子軌道との相互作用により規則化する場合、らを使ったデバイス化を行ってきた。筆者だけでなく、

け単価を下げて購入しているが、それでも単結晶基板は

川路 均

正三角形の頂点に位置する3個の磁気スピンが反強磁性相互作用で結合された物質を思いついたら、すぐにターゲットを合成し、タイム

新品で200枚を優に超える。値段交渉を行い、出来るだ

山田 哲

ロア格子での磁気フラストレーションについての研究が進んできています。
写真2 レンズで集光したパルスレーザー光をターゲットに照射している様子。明るく光っている蒸発成分がプルームと呼ばれる。

パイロクア格子でのスピンアイス状態

私達の研究室では、これらの化合物について、特に結晶格子とスピンとの相互作用の効果について、精密な熱膨張測定により研究を行っています。例えば、フラスト
レーションの効果で氷の水素配置に似た「スピンアイス状態」をとるHo2Ti 2 O 7 や
Dy 2Ti2 O 7 では、前者はスピンアイス状態の形成に伴い正の熱膨張を示すのに対して、後者は負の熱膨張を示すことを見出しました。現時点で機構は不明ですが、他の複数のフラストレーション系でも、負の熱膨張を観測しており、その機構について詳細に検討したいと考えています。

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研究の周辺

トピックス

新物質の薄膜合成准教授

ウェブにおけるモーメント伝達効率の低い
梁端接合部の変形能力評価

平松 秀典

筆者は、パルスレーザー堆積法（写真1）を用いて、さによっては表面を再度鏡面研磨してから再利用する。今

まざまな新物質の薄膜合成に取り組んでいる。この手

回のこの原稿執筆を機に改めて思ったことは、薄膜合成

法では、真空中に設置したターゲットと呼ばれる直径1装置などの真空設備の維持管理だけでなく、単結晶基cmほどのバルク体試料に、集光したパルスレーザーを板の大量購入など、実にお金のかかる研究テーマに取照射してターゲット物質を蒸発させ、対向位置に置いてり組んでいる。他の研究者ができないような実験をやある1 cm角程度の大きさの基板上に、100 nm（ナノメー

らせてもらっていることは、一人の研究者として大変あトル, 10 ‒9 m）程度の厚さの薄膜を形成させる。再現性よりがたく、誇らしいことだと思っている。いままでの、そく系統的な実験を行っていくには、プルームと呼ばれしてこれからの研究成果のうちひとつでも多く、実際にる、蒸発させた粒子群をいかに制御するかが鍵となるこ

使われる新「材料」として社会に貢献できるものが見つとから、薄膜合成実験中のプルームを見極める鋭い観

けられるよう、これからも研究に勤しむ所存である。

教授

柱を角形鋼管とした柱梁接合部では、梁ウェブから柱へのモーメント伝達は柱ス
キンプレートを介して行われるが(図1)、柱スキンプレートが面外に変形することか
ら、特に柱板厚が薄い場合にはスキンプレートの面外剛性および耐力が不足し梁ウェブにおけるモーメント伝達効率が低下する。本研究では(独)建築研究所と共同で、梁をSN490、柱をBCR295とした角形鋼管柱-H形鋼梁接合部について、特にウェブにおけるモーメント伝達効率が低く接合部係数が低くなり保有耐力接合の条件
図1 梁端部における応力伝達の模式図を満足しないような場合に、実際にはどの程度の塑性変形能力があるのかを明らかにするため、これまであまり行われてこなかったウェブにおけるモーメント伝達効率が低い接合部試験体を対象とした繰り返し載荷実験を行い、接合部係数と破断によって決まる塑性変形能力の関係や、ウェブのモーメント伝達効率が低い場合の接察能力が実験者に求められる（写真2）。これが、ほぼ人合部耐力に関する検討を行った。図2に実験結果(荷重-変形関係)の一例を示す。研的要素なく合成パラメータを指定できる、スパッタリン

究成果は、建築基準法の公的解説書である「2015年版 建築物の構造関係技術基準

グや分子線エピタキシーなどの手法と決定的に異なる解説書」に反映され、これまで曖昧であったモーメント伝達効率の低い梁端接合部点である。さらに、薄膜のもととなるターゲットは、目的

図2 荷重-変形関係の一例とする薄膜と同組成の多結晶体とすることが多いため、薄膜合成法を習得するだけでなく、粉体を扱ったバルクの評価の確立に役立てられた。

磁気フラストレーション系に現れる負の熱膨張合成能力も求められる。それではなぜこのように複雑な手法を基軸として研究を行っているかというと、他の薄教授

膜合成手法と比較して、物質の種類を変えて実験できるスピードが圧倒的にはやいからである。すなわち、新写真1 パルスレーザー堆積法／分子線エピタキシー装置

系では、２個のスピンを安定になるように反平行に並べると、残った１個のスピンはラグなく即座に薄膜合成実験をどんどん試すことがでどちらを向いても同じエネルギーを持ち、単一の規則構造を取ることが困難です。一きる。

方、熱力学第三法則は、温度を下げ、最終的に絶対零度になると何らかの規則構造

これまでその特徴を生かして、酸化物、硫化物、酸カ三角格子での磁気フラストレーション

ルコゲナイド、セレン化物、酸ヒ化物、ヒ化物など、複雑な化学組成を有するさまざまな新物質の薄膜化とそれくから二次元三角格子の研究が盛んでしたが、近年、三次元的構造を持つパイロクの年間総数は、そのときのテーマ設定にも依存するが、に使うのではなく、実験後は薄膜を酸で溶かして、場合の微妙なバランスによって、絶対零度までゆらいだ状態を保つ場合、遠いスピン間結晶格子と相互作用して規則化する場合などの多様な興味深い現象を示します。古

指導を担当する学生やポスドクの使用する単結晶基板「非常に高価な」消耗品である。そのため、一度だけ実験を取ることを要請します。このような系はフラストレーション系と呼ばれ、相互作用の相互作用により規則化する場合、電子軌道との相互作用により規則化する場合、らを使ったデバイス化を行ってきた。筆者だけでなく、

け単価を下げて購入しているが、それでも単結晶基板は

川路 均

正三角形の頂点に位置する3個の磁気スピンが反強磁性相互作用で結合された物質を思いついたら、すぐにターゲットを合成し、タイム

新品で200枚を優に超える。値段交渉を行い、出来るだ

山田 哲

ロア格子での磁気フラストレーションについての研究が進んできています。
写真2 レンズで集光したパルスレーザー光をターゲットに照射している様子。明るく光っている蒸発成分がプルームと呼ばれる。

パイロクア格子でのスピンアイス状態

私達の研究室では、これらの化合物について、特に結晶格子とスピンとの相互作用の効果について、精密な熱膨張測定により研究を行っています。例えば、フラスト
レーションの効果で氷の水素配置に似た「スピンアイス状態」をとるHo2Ti 2 O 7 や
Dy 2Ti2 O 7 では、前者はスピンアイス状態の形成に伴い正の熱膨張を示すのに対して、後者は負の熱膨張を示すことを見出しました。現時点で機構は不明ですが、他の複数のフラストレーション系でも、負の熱膨張を観測しており、その機構について詳細に検討したいと考えています。

03

04

応用セラミックス研究所 学術賞受賞者
社会貢献部門：

平成27年度応用セラミックス研究所 学術賞

最も普及している鋼材ダンパーの真の制振効果に関する研究および設計指針への反映
長崎大学大学院工学研究科 システム科学部門 教授

玉井 宏章

応用セラミックス研究所では、平成17年度より『応用セラミックス研究所長賞』を実施して参りましたが、平成26年度より賞の名称を『応用セラミックス研究所学術賞』に改め、引き続き共同利用研究の奨励と助成を行っています。平成27年度は2名が選ばれ、7月15日に授賞式が行われました。
受賞者

受賞部門

受賞内容

長崎大学 工学部 教授
玉井 宏章

社会貢献部門最も普及している鋼材ダンパーの真の制振効果に関する研究
および設計指針への反映

旭硝子（株）中央研究所 主席研究員
稲葉 誠二

研究業績部門エントロピー弾性を示す酸化物ガラス

本研究では，安価で最も普及している鋼材ダンパーの設計法や効果の評価法，および鋼材ダンパーを用いた鋼構造骨組の制振設計法を検討した．鋼材ダンパー
であるせん断パネルは，板材（パネル）のせん断降伏により地震エネルギーの吸収を行うもので，壁型や間柱型のものがある．パネルのせん断塑性変形とエネル
ギー吸収が，設計で目標とするせん断変形角まで座屈することなく行なえるように，パネルの補強スチフナの数や厚さの算定方法を提示した．ダンパーはそれ以外の部材と比べ塑性変形角振幅が大きく，また，繰り返し回数も多い．そのため地震時の損傷を適切に評価できる累積損傷度に着目し，疲労関係式を求めて設計資料を整備して，累積損傷度を求める方法を提案した．その妥当性を，非定常
振幅疲労試験を行って確認した．また，提案する設計手順で設計した建物例について，この累積損傷度を用いた評価を行い，地震時おける必要量が保有量を十分

左から稲葉誠二氏、
若井史博所長、玉井宏章氏
図1 鋼製ダンパーの代表例（せん断パネル）

上回っていることを示した．共同研究成果の内容は，ダンパー形状設計法，制振構

受

賞

受賞者

造設計法，塑性変形性能評価法，接合方法等，広範にわたっている．これらの成果
は日本建築学会制振構造設計指針へ反映された．今後，設計指針を基に安価で研究業績部門：エントロピー弾性を示す酸化物ガラス
旭硝子（株）中央研究所 ガラス材料技術ファンクション 主席研究員

稲葉 誠二

本研究では、ゴムに類似した構造を有する酸化物ガラス「混合アルカリメタリン

受賞内容

認定団体

満

平成27年度科学技術分野の文部科学大臣表彰平成27年4月
(表彰式）

文部科学省

機能性酸化物新材料の創出に関する研究神谷利夫

2015 SID Special Recognition
Awards

平成27年
4月29日

米国ディスプレイ学会

ディスプレイ技術分野において、顕著な業績のあった研究者

細野

秀雄

井上春成賞

平成27年
6月4日

科学技術振興機構

酸化物半導体In-Ga-Zn-Oスパッタリングター
ゲットの開発安井 伸太郎NIMS Conference 2015
Young Scientist Poster Award

平成27年7月(表彰式）

物質・材料研究機構

Origin of Giant Piezoelectricity Measured
by Time-resolved SXRD with Electric Field

吉敷祥一

第37回コンクリート工学講演会年次
論文奨励賞

平成27年
7月16日

日本コンクリート工学会

無機電子機能物質の創製と応用に関する研究松田和浩

平成27年度東工大挑戦的研究賞

平成27年
8月19日

東京工業大学

木質高層建築を実現・普及させる効率的な制振設計法の開発

ワークショップ・国際会議

酸塩ガラス」を発見した。このガラスは、室温では一般のガラスと同様に硬くて割

開催日

開催名

開催場所

平成27年9月23日～9月25日セキュアマテリアル概念に基づいた次世代ファインセラミッ
クスに関するワークショップ（共同利用研究）

グランドホテル 六甲スカイヴィラ

若井 史博

く工夫すれば、高温でゴムのように伸び縮みする特性を発現できる材料であるこ

平成27年9月25日

超高速衝突に伴う材料挙動とその診断技術に関する国際
ワークショップ（共同利用研究）

東京工業大学
すずかけ台キャンパス すずかけホール

阿藤 敏行とを、世界で初めて実証した。今後、組成開発や構造解析がさらに進むことで、常平成27年10月19日～10月21日

The 9th International Conference on the Science andTechnologyfor Advanced Ceramics (STAC-9)

つくば国際会議場（エポカルつくば）

物質・材料研究機構
応用セラミックス研究所

れやすいが、235℃付近に加熱すると、ゴムに見られるエントロピー弾性によって、大きく伸び縮みすることが分かった。これまでの酸化物ガラスでは見出されていない全く新しい特性であり、室温では硬くて割れやすいガラスも、内部構造をうま

温付近や数百℃以上の高温域で、ゴム状態を示す透明酸化物ガラスが見出されるかもしれない。そのようなガラスができれば、例えば、窓ガラスやスマートフォンのカバーガラスが割れる心配がなくなったり、有機高分子のように自由に曲げら

人事異動（平成27年4月～）

れるディスプレーの基材として用いることができるかもしれない。また、建築用や異動日

高温溶解炉などの床下材に用いることで、防振材やエネルギー吸収材としての応用も可能性として挙げられる。今回の研究が契機となって、より優れた特性のゴム状ガラスの実現とその科学の進展が期待される。
05

受賞年月日

伊藤

信頼性の高い鋼材ダンパーがさらに普及すれば，建物の耐震性が著しく向上して，地震による社会経済的な被害が軽減できると考えられる．

受賞名

図 熱処理により長さ方向へ巨大収縮するガラス

氏

名

区

分

新所属

対応教員・主催等

旧所属

平成27年6月1日

松下

伸広

配置換

大学院理工学研究科 物質科学専攻 准教授

セラミックス解析部門 准教授

平成27年6月1日

勝又

健一

退職

東京理科大学総合研究院光触媒研究推進拠点 嘱託准教授

セラミックス解析部門 特任講師

06

応用セラミックス研究所 学術賞受賞者
社会貢献部門：

平成27年度応用セラミックス研究所 学術賞

最も普及している鋼材ダンパーの真の制振効果に関する研究および設計指針への反映
長崎大学大学院工学研究科 システム科学部門 教授

玉井 宏章

応用セラミックス研究所では、平成17年度より『応用セラミックス研究所長賞』を実施して参りましたが、平成26年度より賞の名称を『応用セラミックス研究所学術賞』に改め、引き続き共同利用研究の奨励と助成を行っています。平成27年度は2名が選ばれ、7月15日に授賞式が行われました。
受賞者

受賞部門

受賞内容

長崎大学 工学部 教授
玉井 宏章

社会貢献部門最も普及している鋼材ダンパーの真の制振効果に関する研究
および設計指針への反映

旭硝子（株）中央研究所 主席研究員
稲葉 誠二

研究業績部門エントロピー弾性を示す酸化物ガラス

本研究では，安価で最も普及している鋼材ダンパーの設計法や効果の評価法，および鋼材ダンパーを用いた鋼構造骨組の制振設計法を検討した．鋼材ダンパー
であるせん断パネルは，板材（パネル）のせん断降伏により地震エネルギーの吸収を行うもので，壁型や間柱型のものがある．パネルのせん断塑性変形とエネル
ギー吸収が，設計で目標とするせん断変形角まで座屈することなく行なえるように，パネルの補強スチフナの数や厚さの算定方法を提示した．ダンパーはそれ以外の部材と比べ塑性変形角振幅が大きく，また，繰り返し回数も多い．そのため地震時の損傷を適切に評価できる累積損傷度に着目し，疲労関係式を求めて設計資料を整備して，累積損傷度を求める方法を提案した．その妥当性を，非定常
振幅疲労試験を行って確認した．また，提案する設計手順で設計した建物例について，この累積損傷度を用いた評価を行い，地震時おける必要量が保有量を十分

左から稲葉誠二氏、
若井史博所長、玉井宏章氏
図1 鋼製ダンパーの代表例（せん断パネル）

上回っていることを示した．共同研究成果の内容は，ダンパー形状設計法，制振構

受

賞

受賞者

造設計法，塑性変形性能評価法，接合方法等，広範にわたっている．これらの成果
は日本建築学会制振構造設計指針へ反映された．今後，設計指針を基に安価で研究業績部門：エントロピー弾性を示す酸化物ガラス
旭硝子（株）中央研究所 ガラス材料技術ファンクション 主席研究員

稲葉 誠二

本研究では、ゴムに類似した構造を有する酸化物ガラス「混合アルカリメタリン

受賞内容

認定団体

満

平成27年度科学技術分野の文部科学大臣表彰平成27年4月
(表彰式）

文部科学省

機能性酸化物新材料の創出に関する研究神谷利夫

2015 SID Special Recognition
Awards

平成27年
4月29日

米国ディスプレイ学会

ディスプレイ技術分野において、顕著な業績のあった研究者

細野

秀雄

井上春成賞

平成27年
6月4日

科学技術振興機構

酸化物半導体In-Ga-Zn-Oスパッタリングター
ゲットの開発安井 伸太郎NIMS Conference 2015
Young Scientist Poster Award

平成27年7月(表彰式）

物質・材料研究機構

Origin of Giant Piezoelectricity Measured
by Time-resolved SXRD with Electric Field

吉敷祥一

第37回コンクリート工学講演会年次
論文奨励賞

平成27年
7月16日

日本コンクリート工学会

無機電子機能物質の創製と応用に関する研究松田和浩

平成27年度東工大挑戦的研究賞

平成27年
8月19日

東京工業大学

木質高層建築を実現・普及させる効率的な制振設計法の開発

ワークショップ・国際会議

酸塩ガラス」を発見した。このガラスは、室温では一般のガラスと同様に硬くて割

開催日

開催名

開催場所

平成27年9月23日～9月25日セキュアマテリアル概念に基づいた次世代ファインセラミッ
クスに関するワークショップ（共同利用研究）

グランドホテル 六甲スカイヴィラ

若井 史博

く工夫すれば、高温でゴムのように伸び縮みする特性を発現できる材料であるこ

平成27年9月25日

超高速衝突に伴う材料挙動とその診断技術に関する国際
ワークショップ（共同利用研究）

東京工業大学
すずかけ台キャンパス すずかけホール

阿藤 敏行とを、世界で初めて実証した。今後、組成開発や構造解析がさらに進むことで、常平成27年10月19日～10月21日

The 9th International Conference on the Science andTechnologyfor Advanced Ceramics (STAC-9)

つくば国際会議場（エポカルつくば）

物質・材料研究機構
応用セラミックス研究所

れやすいが、235℃付近に加熱すると、ゴムに見られるエントロピー弾性によって、大きく伸び縮みすることが分かった。これまでの酸化物ガラスでは見出されていない全く新しい特性であり、室温では硬くて割れやすいガラスも、内部構造をうま

温付近や数百℃以上の高温域で、ゴム状態を示す透明酸化物ガラスが見出されるかもしれない。そのようなガラスができれば、例えば、窓ガラスやスマートフォンのカバーガラスが割れる心配がなくなったり、有機高分子のように自由に曲げら

人事異動（平成27年4月～）

れるディスプレーの基材として用いることができるかもしれない。また、建築用や異動日

高温溶解炉などの床下材に用いることで、防振材やエネルギー吸収材としての応用も可能性として挙げられる。今回の研究が契機となって、より優れた特性のゴム状ガラスの実現とその科学の進展が期待される。
05

受賞年月日

伊藤

信頼性の高い鋼材ダンパーがさらに普及すれば，建物の耐震性が著しく向上して，地震による社会経済的な被害が軽減できると考えられる．

受賞名

図 熱処理により長さ方向へ巨大収縮するガラス

氏

名

区

分

新所属

対応教員・主催等

旧所属

平成27年6月1日

松下

伸広

配置換

大学院理工学研究科 物質科学専攻 准教授

セラミックス解析部門 准教授

平成27年6月1日

勝又

健一

退職

東京理科大学総合研究院光触媒研究推進拠点 嘱託准教授

セラミックス解析部門 特任講師

06

Materials and Structures
Laboratory, Tokyo Tech.

No.35

応用セラミックス研究所
ニュースレター 通巻第35号
発 行 日
編集・発行

平成27年10月1日
東京工業大学応用セラミックス研究所
共同利用・研究支援室

問い合わせ
東京工業大学応用セラミックス研究所 〒226-8503 横浜市緑区長津田町4259 R3-27
TEL.045-924-5968 FAX.045-924-5978 電子メール kenkyushien@msl.titech.ac.jp
ホームページ http://www.msl.titech.ac.jp

応セラ研

October 1
2015

Materials & Structures Laboratory

News Letter

教員室

J1棟

J2棟 ・ J3棟

CONTENTS

G5棟

R3棟
R3D棟

S8棟

共同利用・共同研究拠点
先 端 無 機 材 料 拠 点

応セラ研ナウ：物質科学と量子古典境界1

研究の展望：繊維補強セメント複合材料を用いた耐衝撃性の向上技術

2

研究の周辺：新物質の薄膜合成

3トピックス：
ウェブにおけるモーメント伝達効率の低い梁端接合部の変形能力評価
磁気フラストレーション系に現れる負の熱膨張

4

応用セラミックス研究所 学術賞受賞者：
最も普及している鋼材ダンパーの真の制振効果に関する研究および設計指針への反映
エントロピー弾性を示す酸化物ガラス

5

平成 27 年度学術賞、受賞、ワークショップ・国際会議、人事異動

6

応用セラミックス研究所 東京工業大学