2022 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication and Control for Kink Deformation With Mille-feuille Structures of New Metals and 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 |
18H05483
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
伊藤 浩志 山形大学, 大学院有機材料システム研究科, 教授 (20259807)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 大将 千葉工業大学, 工学部, 准教授 (80432524)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 高分子系ミルフィーユ構造材料 / 金属系ミルフィーユ構造材料 / 特殊加工法 / キンク形成 / キンク強化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ミルフィーユ構造のキンク強化発現機構を新規金属・セラミックス・高分子系ミルフィーユ構造「物質」に対して、様々な塑性加工法によりキンク形成と強化を実現した新規ミルフィーユ構造（MFS）「材料」を創製することを目的としている。高分子系において、１）ブロックコポリマーによるMFS作製とキンク形成、２）多層フィルムを用いたMFSの形成とキンク形成、３）結晶性高分子の高圧プレスによるキンク形成に関して取り組んだ。１）では、ラメラ構造を有するSBSブロックコポリマーに対して一軸延伸によるキンク形成加工を行った結果、MFSが折れ曲がるキンク構造が確認された。２）で、PS/PBT多層フィルムでは３２０層を有するMFSを作製した。この多層フィルムに圧延加工を施すことで、キンク形成が確認され、さらに結晶転移が生じることが分かった。３）では、結晶性ポリマーPPについてプレス圧延を行った。その結果、圧延回数を増やすことにより最大強度が大きくなることが分かった。PP の小角X 線散乱画像の結果、4 点パターンが現れ、これは圧延によりキンク構造が現れたということを示唆している。
Mg以外の新規金属系ミルフィーユ物質として、Al-Ag合金またはAlーZn合金に着目し研究を行った。Al-Ag合金の圧縮試験で得られた応力-ひずみ曲線より、圧下率が高いほど、流動応力が高くなっていることが確認できた。これは、圧延による加工硬化によるものである。また、圧縮前後のSEM組織を観察から、50%圧延材の組織では未圧延の組織と比べ圧延方向にたいして析出物の向きがそろっているように見える。Al-Zn圧延接合材および圧延接合の後、12サイクルのARBを施して層厚を減少させた試料の圧縮試験を行った結果、ARB加工材の強度が高く、加工硬化や結晶粒微細化により強度が向上しているのが分かった。
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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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