1996 Fiscal Year Annual Research Report
超音波界面制御に基づく電磁攪拌複合化プロセスに関する研究
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08555180
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Section | 試験 |
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
奥宮 正洋 豊田工業大学, 工学部, 講師 (20177182)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 繁利 トヨタ自動車株式会社, 第1材料技術部, 室長
毛利 尚武 豊田工業大学, 工学部, 教授 (90126186)
恒川 好樹 豊田工業大学, 工学部, 教授 (50148350)
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| Keywords | 金属基複合材料 / 超音波振動 / 電磁攪拌 / 液相プロセス / アルミニウム合金 / アルミナ粒子 / 凝固組織 / 粒子移行モデル |
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| Research Abstract |
本研究では,超音波界面制御に基づいて,短時間で微細粒子を均一分散させ,同時にマトリックス金属の強化を図る液相複合化プロセスを実現する.超音波振動,金属粉末添加,電磁攪拌を主な研究手段として適用し,これらが濡れ性の改善,アルミナイド生成発熱反応,凝固組織制御に寄与し,渦流攪拌液相プロセスにおける問題を解決する.また,本研究において確立する要素技術としては,(a)強化粒子/金属溶湯間の見かけの濡れ性,(b)渦流攪拌複合化時間の短縮,(c)強化粒子の均一分散,(d)MMCのハイブリッド化,(e)凝固金属マトリックスの結晶粒微細化がある.
AI_2O_3粒子をAl溶湯表面に添加し,電磁攪拌による粒子複合化に関する以下の基礎データを採取した.
(1)超音波振動系および回転磁界系の設計および製作を行い,実験装置をほぼ立ち上げた.
(2)金属溶湯中への球状粒子移行モデルと異形粒子の移行モデルを構築し,実験結果との整合性を確認した.
(3)超音波界面制御に基づく粒子複合化の基礎評価を行った結果,見かけの濡れ性改善による複合化時間の短縮が得られ,粒子分散性が大幅に改善された.ただし,純Al,Al-Mg合金溶湯の凝固組織と固相による粒子排出現象が十分改善できておらず,プロセス上の工夫が必要である.
(4)超音波振動の強化相生成発熱反応への影響を調べた結果,超音波による反応促進効果が確認できた.
(5)スラリー固相率の電磁攪拌複合化に及ぼす影響の基礎評価を行い,複合スラリーの固相率が電磁攪拌速度に及ぼす影響を把握した.
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Research Products
(4 results)
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[Publications] 弦間,恒川,奥宮 外: "超音波渦流攪拌によるアルミニウム溶湯へのアルミナ粒子の複合化" 日本鋳造工学会誌. 68・11. 969-974 (1996)
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[Publications] Genma,Tsunekawa,Okumiya 外: "Incorporation of Alumina Particles with Different shapes and Sizes into Aluminum Alloy by Melt Stirring with Ultrasonic Vibration." Mater.Trans.JIM. 38・3. (1997)
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[Publications] 弦間・恒川・奥宮 外: "発熱反応を利用した超音波渦流攪拌によるアルミナ粒子の複合化" 日本鋳造工学会誌. 69. (1997)
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[Publications] Genma,Tsunekawa,Okumiya 外: "Melt Stirring Process with Ultrasonic Vibration for the Preporation of Al_2O_3 Particle/Al-Mg Composite Slurry." Proc.SP97. (1997)
