Challenge to create a new type of composite materials : frozen emulsion

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17K18969
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Materials engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Komarov Sergey 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (20252257)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 昇 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (70166924) ; 山本 卓也 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (10804172)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: フローズン・エマルジョン / 超音波 / 電磁力攪拌 / 新規複合材 / ミクロ組織 / 機械的特性 / Al-Bi系軸受材 / エマルジョン形成機構

Outline of Final Research Achievements

In the present project, a new type of metal-based composite material(frozen emulsion composite:FEC) and ultrasound-assisted technology for its fabrication have been proposed and its validity has been examined experimentally.Besides, the process related phenomena and FEC formation mechanisms have been investigated through observations with high-speed video camera and numerical sumilation.Al-Bi compisite was one of the FEC materials fabricated and properly tested. This material is composed of fine Bi particles unformly distributed over the Al matrix. This is why it has excellent wear resistance and considered as a candidate material for sliding bearing components.

Free Research Field

材料プロセッシング

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究が提案する加工性とリサイクル性に優れた「フローズン・エマルション」新しいタイプの複合材とその製造過程の要素技術を確立するのは世界で初めての試みである。本研究で実施したモデル実験、数値解析及び高温実験の成果により提案した要素技術の根本的な現象を解明することができ、さらにプロセスの有効性が実証することに成功した。本研究は、特に次のような展開が期待できる。① 新しい材料分野を開拓する、② 地球環境に優しいリサイクル可能な複合材料が使用できる、③ 省エネルギーと環境負荷低減を達成可能なプロセスの開発が進歩する、ことに社会的意義があると考えている。