複合元素添加遷移金属シリサイド基共晶材料の異常強化機構
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21H01651
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岸田 恭輔 京都大学, 工学研究科, 教授 (20354178)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | 共晶複相材料 / 異常強化現象 / 力学特性 / 構造・機能材料 / 強化機構 / マイクロ機械試験 |
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| Outline of Research at the Start |
次世代の超耐熱構造材料として有望な遷移金属シリサイド基一方向凝固(DS)共晶材料において独自に見出した，遷移金属元素の一部を二種類以上の他の遷移金属元素で多量置換による特異な強化現象の発現メカニズムの解明を目的とする．具体的には，高強度化に適した合金組成探索，組織的特徴の系統的なキャラクタリゼーション，DS材の高温力学特性評価，マイクロ機械試験と第一原理計算に基づく各構成相の変形機構の解明を横断的に行い，DS共晶材料の複合多量元素置換による特異な強度上昇の発現条件の特定と発現メカニズムの解明を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
次世代の超耐熱構造材料として有望な遷移金属シリサイド基一方向凝固(DS)共晶材料(共晶温度：1900℃以上)では，構成元素である遷移金属元素の一部を二種類以上の他の遷移金属元素で同時に多量置換した際に特異な強化現象を発現することを見出した．本研究では強化に有効な添加元素の種類と添加量の系統的な探索，組織的特徴のキャラクタリゼーション，マイクロ機械試験法などを駆使した力学特性評価を通じて，対象とするDS共晶材料の特異な強化現象の発現メカニズムを解明すること，さらに高温高強度化に適した合金設計指針を確立することを目的とした基礎研究を行った．令和5年度は昨年度までに行った一連の遷移金属シリサイド単結晶の室温塑性変形挙動に関する実験研究および理論研究をさらに進めるとともに，新たに得た他の硬質材料(遷移金属炭化物など)の単結晶の塑性変形挙動に関する知見と合わせて検討することを通じて，バルクサイズでは室温において硬質・脆性的な挙動を示す一連の遷移金属シリサイドの室温塑性変形挙動および破壊挙動の支配因子に関する考察を進めた．また，TMSi2-TM5Si3二相共晶組織が得られた合金系について，組織形態や各構成相の化学組成と，降伏強度や室温破壊靭性などの力学特性の相関に関する調査と整理を進め，３～５種類の遷移金属元素をほぼ等モル含む固溶体合金であるハイ/ミディアムエントロピー合金の力学特性に関する知見をもとに，複合多量元素置換型共晶合金が優れた力学特性を発現するメカニズムに関する考察を行った．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(82 results)
