Development of new method to control microstructure through tailoring mechanical stability and free energy of high pressure phase

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15322
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: Adachi Nozomu 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00758724)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: チタン / ジルコニウム / 高圧相 / 相変態

Outline of Final Research Achievements

Properties of metallic materials such as steel have been typically controlled by tailoring microstructure through thermally induced phase transformation. Many of metallic elements such as iron and titanium transforms into a high-pressure phase having special lattice structure different from the structure at ambient condition under very high atmospheric pressure. If utilization of high-pressure phase for microstructure control become possible, new metallic materials can be developed. In order to make the utilization of high-pressure phase under ambient condition possible, the production methods and alloy design have been systematically investigated in this study.

Free Research Field

金属材料学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では，これまでに実用材料として活用されていなかった高圧相を構造材料として活用するために，高圧相を大気圧化で安定的に存在させるための加工条件を詳細に明らかにするとともに、合金元素の添加により高圧相の安定度を制御できることを示した。これは適切な製造プロセスや合金設計を検討することによって，高圧相を活用した、新たな機能・特性を有する金属材料が新規に開発できる可能性を示している。実用化に結びつけるためには、より詳細な研究が必要であるが，将来の材料技術の発展に有益な成果が得られ、社会的な意義は大きい。