電着法による強度と熱的安定性が卓越したナノ粒子分散型バルクナノ金属の創成

• Project Area: Bulk Nanostructured Metals -New Metallurgy of Novel Structural Materials
• Project/Area Number: 23102509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Doshisha University
• Principal Investigator: 宮本 博之 同志社大学, 理工学部, 教授 (10298698)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: ナノ結晶材料 / 分散強化 / 析出強化 / ニッケル / 電着法 / 電解共析法 / 強度 / 機械的性質

Outline of Annual Research Achievements

昨年度は、電解液にＷＯ３粒子を懸濁させた電析共析法により、粒径が約40nmの母相ナノ結晶ニッケル中に10nm以下のＷＯ３粒子が分散したナノ粒子分散ナノ結晶ニッケルを合成することに成功した。結晶粒径が同程度のナノ結晶組織を有する純ニッケルよりもビッカース硬度にて１００ＨＶ程度硬化していたが、析出強化機構（オロワン機構）から推定される硬度上昇には至らなかった。この結果を受けて,今年度は分散粒子径や分散量、母相結晶粒径を系統的に変化させて強化機構を明らかにする予定であったが,　分散粒子の凝集や偏在の問題が解決できなかった.　そこで、析出反応系であるＮｉ－Ｐ合金を用いて、時効強化による研究を行った。電解液を種々検討することにより、Ni3P析出量を制御しつつ母相ニッケル結晶粒径を10ミクロン程度から100nm以下まで系統的に変化させることが可能になった。その結果は同レベルＰ含有量について結晶粒径がナノオーダーまで微細化すると析出強化による硬化量がミクロンオーダーの結晶粒径を有する場合に比較して低下することが明らかになった。すなわち、ナノ結晶材料では粒界関与型の変形機構に変化するため、いわゆる転位阻止型の析出機構は有効に作用しないと考えられる。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Severe plastic deformation of 6061 aluminum alloy tube with pre and post heat treatments (2013)
  • Author(s): M.H.Farshidi
  • Journal Title: Materials Science and Engineering: A Volume: 563 Pages: 60-67
  • DOI: 10.1016/j.msea.2012.11.025
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microstructural development of Fe-20%Cr alloys and pure copper processed by equal-channel angular pressing (2013)
  • Author(s): M.Rifai
  • Journal Title: Materials Science and Application Volume: 4 Issue: 04 Pages: 250-257
  • DOI: 10.4236/msa.2013.44031
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 電析法により作製したNi-Pナノ結晶合金の時効強化メカニズム (2012)
  • Author(s): 小林夏
  • Journal Title: 材料 Volume: ６１ Pages: 912-913
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Misorientation change of the grain boundary in pure copper bicrystals subjected to one-pass equal-channel angular pressing (2012)
  • Author(s): Y.Wadamori
  • Journal Title: Materials Transactions Volume: 53 Pages: 1858-1862
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Equal-channel angular pressing as a new processing to control the microstructure and texture of metallic sheets (2012)
  • Author(s): T.Xiao
  • Journal Title: Materials Science and Applications Volume: 3 Issue: 09 Pages: 600-605
  • DOI: 10.4236/msa.2012.39086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanocrystalline nickel dispersed with nano-size WO3 particles synthesized by electrodeposition (2012)
  • Author(s): 宮本博之,竹原翔太、上野谷敏之、藤原弘、後藤琢也
  • Journal Title: Journal of Materials Science Volume: 47 Issue: 12 Pages: 4798-4804
  • DOI: 10.1007/s10853-012-6322-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrodeposited nanocrystalline nickel dispersed with nano-size WO3 particles (2012)
  • Author(s): 宮本博之, 竹原翔太、上野谷敏之、藤原弘、後藤琢也
  • Journal Title: Materials Transactions Volume: 53 Pages: 1026-1028
  • NAID: 130004824853
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 電析法により作製したNi-Pナノ結晶合金の時効強化メカニズム (2012)
  • Author(s): 笠崎陽介
  • Organizer: 日本金属学会第151回秋期大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学
  • Year and Date: 2012-09-17
• [Presentation] 電着法における複合析出による酸化物分散ナノ結晶Niの作製への試み (2011)
  • Author(s): 竹原翔太、宮本博之、後藤琢也
  • Organizer: 日本材料学会
  • Place of Presentation: 大阪大学(吹田市)
  • Year and Date: 2011-05-20
• [Patent(Industrial Property Rights)] 複合めっき方法 (2011)
  • Inventor(s): 宮本博之
  • Industrial Property Rights Holder: 宮本博之
  • Filing Date: 2011-11-18