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Feb. 2021

材料の科学と工学

インタビュー

無機材料研究室（日本大学工学部）

プロフィール
所在地：福島県郡山市田村町徳定字中河原 1
電話：024-956-8806
Web：http://www.chem.ce.nihon-u.ac.jp/~ueno/
e-mail：ueno.shunkichi@nihon-u.ac.jp

Q1.

研究室についてお聞かせ下さい．

（でも，あきらめずに，これまでにないコンセプトの皮膜を考案しています．これも，私がずぼらなため，学会発表や私の研究室では，状態図を駆使して，新しい材料や新し論文発表はほとんど行っていませんが）．

い皮膜の製造方法に関して研究を進めています．多くの酸化物も高温では金属と同じように溶融します．また，凝固3 つ目の研究テーマとして多孔質セラミックスの研究を時は，共晶反応もあれば包晶反応も生じます．金属と異な進めています．新規でシンプルなセラミックス多孔体の製り，溶融状態で 2 液相になる状態図も存在します．このよ造方法に関して研究を進めています．

うな状態図を手掛かりに，これまでにない新しい複合酸化Q2. 1 つ目の研究テーマついてお聞かせ下さい．

物セラミックスができないか，毎日工夫しながら研究を進めています．金属の分野では，状態図がかなり発達してお金属の分野では凝固理論や組織学など凝固材の組織制御り，材料を作るうえで，頼もしい海図になり得ますが，酸化に関して，成熟した学問が成立しています．セラミックス

物の状態図を参考にしても，狙った通りの凝固材組織を得の場合，ガラスは太古の昔から鋳造で玉を作っていましたることは稀です．これは，状態図が間違っているというのが，水蒸気を含まない酸化物は，湯流れが悪い（流れない）

ではなく，酸化物は金属と異なり，イオンであるため，正とために，溶かして材料を作製するという発想が長く存在し負のイオンが同時に拡散する必要があることと，酸素イオませんでした．宇部興産の和久芳春先生が，1960 年代の古ンが大きいため，金属のようには容易に拡散しないことがい短い論文に着目し，Al2O3-YAG 共晶が高温でも強度を保要因であると考えています．したがって，組織と構成相のつことなど面白い詳細な研究データを世に送り出しました．

出現は凝固速度に大きく依存します．そこで，私の研究室私も和久先生と同じ職場にいたため，MGC 材料の話をいろ

では，融液から凝固する過程を詳しく調べています．急冷

いろ聞くことができました．目からうろこが落ちました．

凝固材の高温での相変化や，ガラスあるいはアモルファス

以来，私はセラミックスを溶かして材料を作る研究に入りからの結晶化過程を調べることでこれまで多くの知見が得ました．多くの酸化物状態図は存在するものの，材料を作られてきました（私がずぼらなため，学会発表や論文発表

ろうとするときの凝固速度では，ほとんどの酸化物状態図はほとんど行っていませんが）．

があてにならないことがすぐにわかりました．

2 つ目の研究テーマとしては，耐環境皮膜の研究を進めその原因がなぜなのかもわかっていません．超急冷で微ています．この研究は，もう 30 年行っていますが，世の中細な共晶組織を形成できる共晶系について，アモルファスに完璧な皮膜はないというのが，私の現時点での結論です

状態からの相変化を追うことで，凝固時に単一の相が形成(40)

Vol. 58 No. 141

無機材料研究室（日本大学工学部）

した後，相分離することが判ってきました．

金属の製法を取り入れた，一方向に円柱状の気孔が配列し急冷するとガラスになる共晶組成の系では，不安定な結た多孔質セラミックスを作製していました．同じ原理を利晶相が形成した後に，成分イオンのやり取りにより，安定用して水系スラリーの一方向凝固と凍結乾燥，乾燥によっ相の生成と組織が形成することが判ってきました．て，3 次元的に気孔が連結したロータス型のセラミックス

また，凝固時に単相となり，その後の冷却過程で相が分を作製しました．プロセスの開発は面白いものがありまし離するような系では，容易にナノオーダーの組織が形成すた．実験道具は，すべて 100 円ショップでそろえました．

ることも分かってきました．たくさん研究データが蓄積さQ5.

れています．私がずぼらなため，論文にもなっていません．
今後，本誌に投稿していきたいと思います．

その他の研究室で取り組みをお聞かせください．

私は，日本大学工学部の生命応用化学科に所属していま私がこの研究に没頭する機会を与えていただいた和久芳

す．入学してくる学生のほぼすべては，生物や医薬品に興春先生は，昨年 8 月にご逝去されました．この場をお借り味があり，私の研究に興味を示す学生は皆無です．そこで，しまして，ご冥福を祈るとともに，これまでのご恩に対し一人でもいいので私の研究に興味を持ってくれるようにと深く感謝申し上げたいと思います．

思い，学部 2 年次生の実験授業では，ルビー・サファイア・エメラルド・ペリドットの合成実験を進めています．

Q3. 2 つ目の研究テーマついてお聞かせ下さい．

その甲斐があり，年に 1 人程度，宝石に興味を持って私

耐環境皮膜の研究も，私が博士課程を卒業した年からずの研究室を志望する学生がいます．したがって，学生の研っと行っています．1990 年代は，自己修復材料として窒化究テーマは，宝石関連です．ルチルクウォーツを作ろうとケイ素や炭化ケイ素が着目されました．当時から，水蒸気したら，思いがけずナノ複合材料ができました．

が含まれると損耗が激しくなることが少し報告されていま

リサイクルショップで買ってきた電子レンジを少し改造した．私は，耐エロージョンにだけ優れればいいのではなして，2 段階で放電させながら SiC を加熱すると，30 秒でいかと考えて，ムライトの皮膜を作っていました．

1700℃まで手作り炉体を加熱することができるようになり水蒸気やアルカリ成分の存在によりセラミックスの損耗ました．電子レンジを使って宝石を 1 分で作製するというが激しくなることが知られるようになったのは，その後の実験を，学生実験で行おうかと考えています．宝石に関連ことで，2000 年になって，耐水蒸気腐食皮膜の研究を始めした卒業研究ですと，学生は活き活きしています．

ました．窒化ケイ素の実機試験では，基材が激しく損耗まQ6.

すが，試験後の材料表面を調べると，Lu2Si2O7 相が析出して研究室の雰囲気や環境についてお聞かせ下さい．

いることが，オークリッジ国立研究所の HT Lin により報告

現在，研究室では私と研究補助者 2 名で，1 と 2 の研究されました．Lu2Si2O7 相を中心に耐環境皮膜の多層コンセを進めています．研究室は学生にとって，社会に出ていくプトを考え，あらゆる手段で皮膜を作製し，実機とほぼ同ための訓練の場ですので，私の興味による研究には引き込じ条件が得られるスチームジェット試験機で試験を重ねまみません．人間は，何かをきっかけにして自覚を持たないした．ことごとくうまくいきませんでした．理想的な耐環と，絶対に成長はあり得ません．そのきっかけを学生には境皮膜はできないのかもしれないと感じながら，今もそのたくさん与えるように努力しています．学会に参加して懇研究を進めています．

親会に参加するというのが絶好の機会だと思いますが，こ本誌の『材料の科学と工学』53[5] 159-162 (2016). に掲載の 1 年間は，あまり多くの機会を学生に与えることができしていただいた解説記事は，あきらめ感が強かったこの研ませんでした．まだまだコロナは続くとのことですので，究に可能性を見出すものでした．最近では，ほぼクラック

今度の卒研生には，実験道具を自分で作ってもらうことをのない皮膜の作製プロセスが完成しつつあります（私がず研究テーマにしたいと思います．物がない中で目的のものぼらなため，一切公表されていませんが）．少なくとも，私を作るという困った状況において，困ったときがチャンスが定年を迎えるまでには論文などの形で残そうと考えていだということに気づいてもらえればと期待しています．

ます．本誌にも投稿していきたいと思います．
お忙しい中インタビューに応じて頂きました．期して感Q4. 3 つ目の研究テーマついてお聞かせ下さい．

謝の意を表します．
（日本材料科学会

多孔質セラミックスの研究として，ロータス型ポーラス(41)

編集委員会委員長渡邊充広）