Hiroaki Nakade




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  • Profile
  • Research



    • Profile



  • Mar. 2012 Graduated Kanazawa Izumigaoka High School
  • Mar. 2017
    B.E. The University of Tokyo Department of Materials Engineering
  • Mar. 2019
    M.E. The University of Tokyo Department of Materials Engineering
  • April 2019 to current
    Ph.D course student in The University of Tokyo Department of Materials Engineering



    • Research


    正方晶イットリア安定化ジルコニア(t-YSZ)における応力誘起マルテンサイト変態のTEM内その場観察


    正方晶イットリア安定化ジルコニアは、セラミックス材料特有の高い硬度と、セラミックス材料としては驚異的な破壊靭性を兼ね備えた構造材料であり、歯科材料などの生体構造部材やセラミック包丁などの日用品、光ファイバーのコネクタなどの精密部品に用いられている。このt-YSZの高い破壊靭性は、「応力誘起相変態強化」に起因すると考えられている。正方晶ジルコニアに外部応力を与えると単斜晶へと室温でマルテンサイト変態することが知られており、その際結晶構造の違いから体積膨張を引き起こす。この応力誘起相変態が、微小亀裂の先端で発生することにより、亀裂進展へ導く応力を緩和し、破壊靭性が向上するというメカニズムが広く受け入れられている。一方でt-YSZ焼結体の組織は一般的に複雑であり、このメカニズムを実験的に直接観察した例はなく、未だに不明点が多いのが現状である。
    本研究では、まず配向性の高いt-YSZ薄膜を作製し観察用試料とした。本試料は均一な添加イットリウム分布を示し、高い(111)配向性を有しており、また基板材Al2O3(0001)の拘束により、単結晶的組織が得られた。本試料を用いてTEM試料を作製し、TEM内ナノインデンテーションその場観察実験を行うことで、正方晶-単斜晶相変態を誘起してその動的挙動を観察し、応力誘起相変態強化機構の包括的な理解を目指した研究を行っている。


    Publication list



    Publication

    1. H. Nakade, E. Tochigi, B. Feng, Y. Nezu, H. Ohta, N. Shibata, Y. Ikuhara, "Fabrication and characterization of tetragonal yttria-stabilized zirconia", Journal of the American Ceramic Society, Vol. 104, 3, 1198-1203 (2021)

    2. H. Nakade, S. Kondo, E. Tochigi, B. Feng, Y. Nezu, H. Ohta, N. Shibata, Y. Ikuhara, “Direct Observation of Tetragonal to Monoclinic Phase Transformation of Yttria Stabilized Zirconia by In-situ TEM Nanoindentation”, AMTC Letters, Vol. 6, 80-81, (2019)


    Confference

    1. H. Nakade, S. Kondo, E. Tochigi, B. Feng, H. Ohta, N. Shibata, Y. Ikuhara, "Direct observation of martensitic phase transformation of yttria stabilized zirconia induced by crack propagation", ICC8, Online, April 25-30 , 2021(Oral, accepted)

    2. H. Nakade, S. Kondo, E. Tochigi, B. Feng, Y. Nezu, H. Ohta, N. Shibata, Y. Ikuhara, “In-situ TEM observation of stress induced phase transformation in zirconia”, ICSMA18, The Ohio State University (Ohio, US), July 15-19, 2018 (Poster)