2021 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of electrodeposited Al alloys with high strength and high ductility by controlling ion adsorption behavior and crystal growth mode
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19K05101
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
瀧川 順庸 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70382231)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 電解析出法 / アルミニウム / 結晶成長 / イオン吸着 / 延性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ジメチルスルホン浴を用いた電解析出法において、イオン吸着と結晶成長モード制御による、高強度・高延性アルミニウム合金の作製を目的としている。これまでに、過去に報告した塩化ガリウム添加と同様に、塩化ゲルマニウムおよび塩化スズを微量添加した浴を用いた電析により、Snイオンの吸着による試料中の脆化元素除去効果が得られることが明らかになっている。そこで、第一原理計算によりAl中のGa、Ge、SnとS、Clとの相互作用について検討した。その結果、これらの元素がSやClと強い斥力を示すという傾向は特にみられなかった。この結果から、SやClが単独で吸着するのではなく、クラスターを形成して吸着することが示唆された。合金元素濃度が大きくなると表面平滑性が失われ、延性が低下する傾向が見られたため、塩化スズと表面平滑剤の相乗効果について調べた。その結果、Snの吸着が優先的に生じてしまい、表面平滑剤の効果は得られなかった。
ごく微量の添加により最も脆化元素効果が大きかった塩化スズ添加浴をベースに合金の作製を試みた。その結果、Zrの添加により最も強度・延性バランスに優れた合金が得られた。しかしながら、Zrの添加量の増加とともに、200配向が強まり延性が低下していく。この傾向は、Ni等の水溶液からの電析による結果とは異なるものであった。配向度がランダムに近い状態で最も延性が得られる傾向が見られたため、合金元素を添加しても配向度が変化しない元素の組合せを検討した。その結果、200配向を示すZrと111配向を示すFeを適当は割合で添加することにより、延性を低下することなく強度を向上できることを見出した。
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