2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of mille-feuille structure materials composed of metals, ceramics and/or polymers
| Project Area | Materials science on mille-feullie structure -Developement of next-generation structural materials guided by a new strengthen principle- |
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| Project/Area Number |
18H05482
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
三浦 誠司 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50199949)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江村 聡 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (00354184)
藪 浩 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (40396255)
斎藤 拓 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90196006)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | Al合金 / Ti合金 / MAX / ポリマー / ミルフィーユ条件 / ブロック共重合体 / 表面リンクル形成 / 積層欠陥エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミルフィーユ構造物質（MFS）を下記(a)-(c)の三種類に区分し、それぞれ物質探索を行った。(a) 典型的層間隔がnmオーダーである結晶型MFS（LPSO相、MAX相、高分子系など）(b)典型的層間隔がμｍオーダーである組織型MFS（Al基やTi基などの二相合金など）。(c)組織型MFSの構成相の一方が結晶型MFSであるハイブリッド型MFS（LPSO-Mg合金、V-V2AlC合金など）。
（１）金属系MFS：(aおよびc)層状結晶構造(mC18) 物質Nb2Co7はCo母相中への分散析出により塑性変形中のキンク形成を促すことから、単独で新規な結晶型MFSとして検討が進められるとともに，Co母相とのハイブリッド型MFSとしても研究が進められた。(b-1) Al基二相合金において組織型MFSが見出され，キンク形成過程が検討された。第一原理計算および熱力学的解析から、積層欠陥エネルギー制御と積層欠陥への元素濃化（鈴木効果）に基づく組織形成過程が明らかとなった。(b-2) 組織型MFSであるTi-Mo系合金に圧縮試験や高圧ねじり加工によって導入されたキンクによる材料の室温引張特性を評価した。
（２）高分子系MFS：(a) ブロック共重合体膜をシリコーン樹脂上に設置することでリンクル構造が自発形成し、キンク様構造が膜中に形成した。90度方向からの圧縮に対する応答がキンクの周期に影響されることを明らかにした。(b) 結晶性高分子ポリエチレンの配向制御によって巨視的なミルフィーユ構造を形成し、降伏を抑制し高強度化できることを見出した。
（３）セラミックス系MFS：(a)配向制御したMAX相焼結体の高温・室温力学特性および酸化特性の方位依存性を検討した。(b) MAX相基ハイブリッドMFS（V-V2AlC）の積層界面安定化のための添加元素選択基準を明らかにし、組織の熱的安定性向上が達成された。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Elastic properties in a Ti3SiC2 MAX phase with a nanolayered crystal structure2022
Author(s)
Masakazu Tane, Ruxia Liu, Hajime Kimizuka, Yuji Shirakami, Ken-ichi Ikeda, Seiji Miura, Koji Morita, Tohru S. Suzuki, Yoshio Sakka, Lianmeng Zhang, and Tohru Sekino
Organizer
The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure (LPSO/MFS2022)
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