中尾 航 (ナカオ ワタル)

NAKAO Wataru

所属組織

大学院工学研究院 システムの創生部門

職名

教授

生年

1974年

研究キーワード

破壊力学、インテリジェント材料、セラミックス基複合材料、構造用セラミックス、自己き裂治癒

メールアドレス

メールアドレス

ホームページ

http://www.nakaolab.ynu.ac.jp/

関連SDGs




写真a

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    2003年

    東京工業大学   理工学研究科   物質科学専攻   博士課程   修了

  •  
    -
    2000年

    東京工業大学   理工学研究科   物質科学専攻   修士課程(博士前期課程)   修了

  •  
    -
    1998年

    東京工業大学   工学部   金属工学科   卒業

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学) - 東京工業大学

学内所属歴 【 表示 / 非表示

  • 2017年4月
    -
    現在

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   システムの創生部門   教授  

  • 2017年1月
    -
    2017年3月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   教授  

  • 2011年4月
    -
    2016年12月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   准教授  

  • 2007年12月
    -
    2011年3月

    専任   横浜国立大学   学際プロジェクト研究センター   特任教員(助教)  

  • 2007年4月
    -
    2007年11月

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   機能の創生部門   特別研究教員  

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     
     

    日本金属学会

  •  
     
     
     

    日本材料学会

  •  
     
     
     

    American Ceramics Society

  •  
     
     
     

    日本機械学会

  •  
     
     
     

    日本ばね学会

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ナノテク・材料 / 構造材料、機能材料

  • ナノテク・材料 / 無機材料、物性

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 材料力学、機械材料

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 自己治癒機能を有する革新的セラミックスタービン材料の開発

    研究期間:

  • スペースデブリ捕獲・回収システムを実現するカプセル型マイクロアクチュエータ

    その他の研究制度  

    研究期間:

  • ばね鋼の浸炭,脱炭および窒化に関する調査

    その他の研究制度  

    研究期間:

  • セラミックス基自己治癒材料における新規治癒物質の探索

    その他の研究制度  

    研究期間:

  • 構造・機械部材の構造健全性を向上する表面改質技術の開発

    JST若手研究者研究推進事業(TOREST)  

    研究期間:

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著書 【 表示 / 非表示

  • スマートマテリアル総覧~自己修復材料編

    中尾 航( 担当: 単著 ,  範囲: 第1章 概論)

    日経BP社  2018年10月  ( ISBN:978-4-296-10026-2

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    総ページ数:324   担当ページ:15-25   記述言語:日本語 著書種別:学術書

  • Advances in ceramics matrix composite

    T. Osada, W. Nakao, K. Takahashi, K. Ando( 担当: 共著 ,  範囲: Chapter 17 Self Crack-Healing Behavior in Ceramic-Matrix Composites)

    Woodhead Publisher  2014年2月  ( ISBN:9780857091208

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

    自己治癒能力を有するセラミックスの概略を示し,自己治癒性と環境雰囲気との関係性について解説を行った.

  • ENCYCLOPEDIA OF COMPOSITES

    Wataru Nakao( 担当: 単著 ,  範囲: one chapter; SiC whisker compsite)

    Wiley-VCH  2012年 

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

  • Advanced Ceramics-Charactorization, Raw Materials, Processing, Properties Degradation and healing

    K. Takahashi, K. Ando, W. Nakao( 担当: 共著 ,  範囲: Chapter 18 Crack-Healing Ability of Structural Ceramics and Methodology to Guarantee the Reliability of Ceramic Components)

    INTECH  2011年8月  ( ISBN:9789533075044

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

    自己治癒性がセラミックスの機械特性に及ぼす影響を実例を含めて解説を行った.

  • Properties and Applications of Silicon Carbide

    Wataru Nakao( 担当: 共著 ,  範囲: Chapter 11 Effect of Self-healing on Fatigue Behaviour of Structural Ceramics and Influence Factors on Fatigue Strength of Healed Ceramics)

    INTECH  2011年4月  ( ISBN:9789533072012

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    記述言語:英語 著書種別:学術書

    セラミックス疲労挙動に及ぼす自己治癒性の効果について解説を行った.

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学位論文 【 表示 / 非表示

  • Al-O-N系の熱力学的相安定性とγ-ALON緩衝層を用いた単結晶AlNの作製

    中尾 航

    2003年3月

    学位論文(博士)   単著  

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    東京工業大学大学院理工学研究科物質科学専攻
    Al-O-N-C系の高温化学平衡を実験的に測定する手法を確立し,γ-酸窒化アルミニウムの熱力学相安定性を実験的に決定した.これらの相安定図を基に,グラファイト飽和の窒素/一酸化炭素混合ガスによりサファイア基板を窒化し,酸窒化アルミニウムを緩衝層として持つ転位密度の小さい高品位単結晶窒化アルミニウム膜を得る新製造方法を開発した.

  • 熱炭素還元窒化法によるalon合成反応の標準Gibbsエネルギー変化

    中尾 航

    2000年3月

    学位論文(修士)   単著  

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    東京工業大学大学院理工学研究科物質科学専攻
    Al-O-N-C系の高温化学平衡を実験的に測定する手法を確立し,γ-酸窒化アルミニウムの熱力学安定性を実験的に決定したγ酸窒化アルミニウムもしくは窒化アルミニウムとアルミナおよびグラファイトが共存する窒素/一酸化炭素の平衡ガス組成を測定した.得られた結果から,アルミナの炭素還元窒化反応の標準Gibbsエネルギー変化を決定した.また,酸窒化アルミニウムの共析分解温度を1903 Kと決定し,2000 KにおけるAl-O-N-C系の化学ポテンシャル図を作成した

論文 【 表示 / 非表示

  • Stress-Driven Magnetic Barkhausen Noise Generation in FeCo Magnetostrictive Alloy

    Yamazaki Takahiro, Furuya Yasubumi, Hata Seiichi, Nakao Wataru

    IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS   58 ( 1 )   2022年1月

    DOI Web of Science

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • Focus on self-healing materials: recent challenges and innovations

    Nakao Wataru, Osada Toshio, Nishiwaki Tomoya, Otsuka Hideyuki

    SCIENCE AND TECHNOLOGY OF ADVANCED MATERIALS   22 ( 1 )   234 - 234   2021年12月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

  • ばね鋼の脱炭現象の速度論解析

    中尾 航, 宮田 将晴, 澁谷 信博, 甲斐 盛通, 石橋 郁弥, 根石 豊, 鈴木 章一, 松井 南帆人, 岩本 隆, 藤田 宜也, 天野 礼光, 江口 卓宏

    ばね論文集   2021 ( 66 )   97 - 106   2021年3月  [査読有り]

    DOI

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本ばね学会   共著  

    <p>The guideline as kinetic equation of decarburizing to prevent excess decrease in fatigue strength, which is expressed as temperature the quenching starts, has been proposed from the systematic investigation on decarburizing spring steels;</p><p><i>T</i><sub>Q</sub> = 910 + 44.7<sup>%</sup>Si - 30<sup>%</sup>Mn - 11<sup>%</sup>Cr - 15.2<sup>%</sup>Ni + 31.5<sup>%</sup>Mo - 203√<sup>%</sup>C - (<sup>%</sup>C - <i>C<sub>S</sub></i>) {1 - exp (-(3.29 × 10<sup>8</sup><i>t</i>) / 2<i>d</i> exp (-(3.61 × 10<sup>4</sup>) / (<i>T</i><sub>h</sub>' + 273)))}</p><p>where <sup>%</sup>M[mass%] indicates content of element M in steel, <i>d</i>[m] initial particle size of austenite. Referring the guideline, quenching from above the evaluated temperature, <i>T</i><sub>Q</sub> can prevent excess decrease in fatigue strength the spring steel exposed to high temperature decarburizing atmosphere, whose temperature is <i>T</i><sub>h</sub>'[°C] and decarburizing time is <i>t</i>[s], because the quenching leads to form the quench microstructure without surface ferrite layer. In the case that the exposed atmosphere is excess CO<sub>2</sub> content, as same as the atmosphere of gas combustion furnace, the value of surface carbon content, <i>C</i><sub>S</sub>[mass%] can be employed to be 0.2. Moreover, if the cooling rate is grater than 80 °C/s corresponding to the cooling rate of oil quenching, the guideline can be used to every spring steels. Similarly if temperature rise is slow, the guideline can be acceptable with modification of the term of decarburizing time to <i>t</i> + 0.03<i>t</i><sub>r</sub>, where <i>t</i><sub>r</sub>[s] is the time period of temperature rise.</p>

    その他リンク: https://ci.nii.ac.jp/naid/130008095293

  • Microstructure-Enhanced Inverse Magnetostrictive Effect in Fe-Co Alloy Wires

    Yamazaki Takahiro, Katabira Kenichi, Narita Fumio, Furuya Yasubumi, Nakao Wataru

    ADVANCED ENGINEERING MATERIALS   22 ( 10 )   2000026-1 - 2000026-9   2020年6月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley   共著  

  • Mechanism of stopping crack propagation in continuous fiber reinforced self-healing ceramic

    Lee Jang-Won, Nam Ki-woo, Nakao Wataru

    JOURNAL OF CERAMIC PROCESSING RESEARCH   21 ( 2 )   200 - 207   2020年4月  [査読有り]

    DOI Web of Science

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   共著  

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総説・解説記事等 【 表示 / 非表示

  • 自己治癒材料の基礎-機械・構造用途で損傷しても自ら強度を回復する材料

    中尾航

    型技術   35 ( 11 )   72 - 75   2020年11月  [依頼有り]

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   出版者・発行元:日刊工業新聞   単著  

  • 自己治癒能力をもつセラミックスの開発

    中尾航

    トライボロジスト   63   812 - 817   2018年12月  [依頼有り]

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   単著  

    中尾航, “自己治癒能力をもつセラミックスの開発”, トライボロジスト,63 (2018) 812-817、http://www.tribology.jp/publication/journal/journal63.html

  • 巻頭言:自己治癒・自己修復材料の今後の展望と課題

    中尾 航

    日本機械学会機械材料・材料加工部門ニュースレター   56   1 - 2   2018年11月  [依頼有り]

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    記述言語:日本語   掲載種別:その他   出版者・発行元:日本機械学会   単著  

  • 高速でき裂を治癒するファインセラミックスー治癒活性相3Dネットワークの設計ー

    長田俊郎, 三留正則, 原徹, 阿部太一, 中尾航, 大村孝仁

    FC Report   37   16 - 21   2018年

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)   共著  

    長田俊郎, 三留正則, 原徹, 阿部太一, 中尾航, 大村孝仁, “高速でき裂を治癒するファインセラミックスー治癒活性相3Dネットワークの設計ー”, FC Report, 37(2019)16-21.

  • セラミックスの破壊統計に関する有限要素解析

    尾崎伸吾、長田俊郎、中尾航

    FCレポート   36 ( 4 )   152 - 156   2018年  [依頼有り]

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(大学・研究所紀要)   単著  

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産業財産権 【 表示 / 非表示

  • 応力センサー

    山崎貴大、中尾航、古屋泰文、座間誠一

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    出願人:東北大学、横浜国立大学、フィンガルリンク株式会社

    出願番号:2018-037072  出願日:2018年3月30日

    出願国:国内  

  • 治癒活性剤を含む酸化誘起型自己治癒セラミックス組成物、その製法及びその用途、並びに酸化誘起型自己治癒セラミックス組成物の高機能化方法

    長田俊郎、鴨田紀一、原徹、三留正則、阿部太一、大村孝仁、中尾航

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    出願人:物質・材料研究機構、横浜国立大学

    出願番号:2017-525216  出願日:2016年6月13日

    特許番号/登録番号:6436513  発行日:2018年11月22日

    出願国:国内  

  • Oxidation-induced self-healing ceramic composition containing healing activator, method for producing same, use of same, and method for enhancing functionality of oxidation-induced self-healing ceramic composition (US, EU)

    Toshio Osada, Kiichi Kamoda, Masanori Mitome, Toru Hara, Taichi Abe, Yuki Tamagawa, Wataru Nakao, and Takahito Ohmura

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    出願番号:PCT/2016/067513  出願日:2016年6月13日

    出願国:国内  

  • Carburizing device and carburization method (US, EP, KR, TH, IN, MX)

    Wataru Nakao, Akira Tange, Kouichi Tango, Morimichi Kai

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    出願番号:PCT/JP2016/064183  出願日:2016年5月12日

    出願国:外国  

  • 浸炭装置と浸炭方法

    中尾航、丹下彰、丹後公一、甲斐盛通

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    出願人:日本発条、横浜国立大学

    出願番号:2015-101781  出願日:2015年5月19日

    出願国:国内  

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 部門賞(業績賞)(日本機械学会 機械材料・材料加工部門 )

    2021年11月   一般社団法人 日本機械学会 機械材料・材料加工部門  

    受賞者:中尾航

  • 若林論文賞

    2019年01月   耐火物技術協会  

    受賞者:木村奈津子、中尾航

  • 功績賞

    2018年10月   日本ばね学会  

    受賞者:中尾航

  • 論文賞(日本ばね学会)

    2009年11月   日本ばね学会  

    受賞者:中尾航

  • 科学技術賞(文部科学大臣表彰)

    2009年04月    

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科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 長繊維強化自己治癒セラミックスにおける損傷成長と自己治癒の競合関係の解明

    2012年4月 - 現在

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    代表者:中尾航

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    資金種別:競争的資金

  • き裂治癒によるセラミックスの耐熱衝撃性の改善

    2009年4月 - 2011年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

    代表者:中尾航

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    資金種別:競争的資金

  • 水素貯蔵合金ケミカルアクチュエータの動的運動特性の評価

    2016年4月 - 2019年3月

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    代表者:中尾航

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    資金種別:競争的資金

  • 長繊維強化自己治癒セラミックスにおける損傷成長と自己治癒の競合関係の解明

    2012年4月 - 2015年3月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

    代表者:中尾航

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    資金種別:競争的資金

その他競争的資金獲得・外部資金受入状況 【 表示 / 非表示

  • 自己治癒性を有する新規耐火物開発を可能とする熱衝撃微細損傷の評価技術

    2014年4月 - 2015年3月

    地方自治体  耐火物技術協会 第9回(2014年度)耐火物研究助成金

    代表者:中尾 航

  • 自己治癒機能を有する革新的セラミックスタービン材料の開発

    2012年10月 - 2020年3月

    科学技術振興機構  先端的低炭素化技術開発(ALCA)

    代表者:中尾 航

  • 中温度域作動を可能とする長繊維強化自己治癒セラミックスの開発

    2011年10月 - 2012年9月

    地方自治体  研究助成

    代表者:中尾航

研究発表 【 表示 / 非表示

  • 無機材料系の自己治癒材料の現状と今後の展望

    中尾 航  [招待有り]

    R&D懇話会213回  日本化学会

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    開催年月日: 2021年1月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Online  

  • 自己治癒セラミックスの基礎と今後の展望

    中尾 航  [招待有り]

    2020年度過熱水蒸気新技術研究会第2回研究会  一般財団法人大阪科学技術センター

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    開催年月日: 2020年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    開催地:Online  

  • 夢の自己修復材料がものづくり・サービス・ビジネスを刷新する

    中尾航

    テクノロジーNEXT2019  テクノロジーNEXT2019

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  • セラミックス部材におけるセメントの水和反応を用いた常温型自己治癒機能

    關根 暢秀, 中尾 航

    機械材料・材料加工技術講演会講演論文集  一般社団法人 日本機械学会

    DOI

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    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語   会議種別:その他  

    <p>In this research, a new type of self-healimg mechanism for ceramics is developed. This mechanism is using hydration reaction of cement as a self-healing mechanism and the effictivness of this mechanism is assessed. We developed advanced CMC(Ceramic Matrix Composites) which has self-healing ability. Ceramic matrix is mainly composed of SiO<sub>2</sub> and Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> and self-heling agent which causes chemical reaction is mainly composed of CaO and Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>. This self-healing agent is generally called calcium aluminate cement. When water comes into cracks and contact with the cement, hydration reaction occurs and hydrates fill up the cracks. Self-healing phenomenon can be divided into 3 stages. At the first stage, chemical reaction starts. At the second stage, cracks are filled with products. At the third stage, strength is recoverd. According to this devision, chemical reaction used in the self-healing mechanism can be divided into three elementary reaction. With this idea, a model of self-healing mechanism using hydration reaction is established. As a result, it is suggested that with some additional condition, strength recover is possible. Howevr, full sterength recover seems to be impossibe unless drying shrinkage of hydrates is supressed.</p>

  • 窒化ケイ素を用いたセラミックスの動的破壊挙動の調査

    坂田 アナン, 中尾 航

    機械材料・材料加工技術講演会講演論文集  一般社団法人 日本機械学会

    DOI

     詳細を見る

    開催年月日: 2019年

    記述言語:日本語   会議種別:その他  

    <p>Foreign object damage(FOD) in ceramic materials is a complicated damage mode that occurs when a foreign object collides with a peripheral blade. In order to investigate this damage mode, an experiment was conducted in which a steel ball collides with fine ceramics silicon nitride using a light gas gun and a ring bending jig. An experiment was conducted to make it collide until it broke, and the condition and number of breaks were investigated. As a result, cracks were damaged at a rate of 55% to 71% of the rate of fracture due to a single impact. In addition, the conditions under which radial cracks were generated by changing the mass of the steel balls were investigated. As a result, it was found that the energy required for destruction increases as the projectile becomes smaller. In considering the resistance to FOD, it is necessary to evaluate ceramic materials not at the speed at which a single collision breaks but at the speed at which radial cracks on the lower speed are introduced.</p>

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学会誌・論文誌編集等 【 表示 / 非表示

  • Journal of Mechanical Engineering Review

    編集委員 

    2014年4月
    -
    2017月3日
     

  • 耐火物技術協会誌

    編集委員 

    2014年1月
    -
    現在
     

  • Journal of Mechanical Engineering

    編集委員 

    2014年1月
    -
    2017月3日
     

共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • 自己治癒能力を有する革新的構造用セラミックスの開発

  • オールセラミックス軸受けの開発ーセラミックスの表面改質手法を用いた高機能セラミックス摺動部材の開発

  • 自己き裂治癒能力を有するセラミックス材料の開発-高温用セラミックスばねの開発

 

担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 2022年度   物理化学

    理工学部

  • 2022年度   多機能性複合材料概論

    大学院理工学府

  • 2022年度   先端材料工学特論

    大学院理工学府

  • 2022年度   先進材料工学特論

    大学院理工学府

  • 2022年度   材料創製スタジオ

    大学院理工学府

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その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示

  • 2020年12月
     
     
    第50回リバネス研究費 incu・be賞 奨励賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:關根暢秀(横浜国立大学大学院理工学府 博士課程前期2年) 指導教員:中尾航 教授 受賞論文:「セラミックス部材における生体の動的機能を模倣した常温自己治癒機能の速度論解析」 授与団体:株式会社リバネス 受賞年月:2020(R2)年12月5日 https://r.lne.st/grants/adopted/#1590554235857-ee02bac8-d953

  • 2020年09月
     
     
    日本機械学会 若手優秀講演フェロー賞   (学生の学会賞等の受賞実績)

     詳細を見る

    受賞者:關根暢秀(横浜国立大学大学院理工学府機械・材料・海洋系工学専攻 博士課程前期2年) 指導教員:中尾航 教授 受賞論文:「セラミックス部材におけるセメントの水和反応を用いた常温型自己治癒機能」 授与機関:日本機械学会 授与年月:2020(R2)年9月14日 https://jsmempd.com/award/award-winners-list#FellowSho

  • 2018年
     
     
    若林論文賞   (学生の学会賞等の受賞実績)
  • 2018年
     
     
    最優秀エンレイ賞   (学生の学会賞等の受賞実績)
 

委員歴 【 表示 / 非表示

  • ばね鋼の熱処理及び窒化処理に関する調査委員会

    2012年06月 - 2014年3月  委員長

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    委員区分:その他 

  • アクティブマテリアルシステム研究会

    2007年09月 - 現在  幹事

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    委員区分:その他 

社会活動(公開講座等) 【 表示 / 非表示

  • 4th International Conference on Self-healing Ceramics

    Ghent(Belgimu)  2013年6月

  • 5th International Conference on Self-healing Ceramics

    Durharm  2015年6月

  • ICM&P2011

    Crovillis(USA)  2011年6月

  • ICM&P2014

    Detroit  2014年6月

  • 論文特集号の巻頭言

    役割:その他

    Science and Technology of Advanced Materials  2021年3月

     詳細を見る

    対象: 大学生, 大学院生, 教育関係者, 研究者, 学術団体

    種別:新聞・雑誌

    掲載:Volume 21, 2020 - Issue SHM: Self-Healing
    「Focus on self-healing materials: recent challenges and innovations
    Wataru Nakao, Toshio Osada, Tomoya Nishiwaki & Hideyuki Otsuka
    Originally published in Science and Technology of Advanced Materials, Volume: 22, Number: 1 (31 Dec 2021)
    Page: 234
    Published online: 15 Mar 2021」

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