2023 Fiscal Year Final Research Report

Fundamental research in possibility of ceramics welding on the basis of in situ formation from mantle material to lava with high power laser

Research Project

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Project/Area Number	20K05122
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
Research Institution	Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
Principal Investigator	Kawahito Yosuke 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門, 上席研究員 (70379105)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	伊藤元雄国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 調査役 (40606109) 嶋根康弘国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 准研究副主任 (40638251) 松井洋平国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭技術開発プログラム), 特任技術副主任 (90756199) 鄭美嘉国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 研究員 (00846438) 真砂啓国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門, 技術副主幹 (70510551)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords	レーザ / 溶接 / マントル物質 / セラミックス / X線その場観察 / 粒子法解析
Outline of Final Research Achievements	Nowadays a research report published in Science made an impact on the world by showing that ultra-fast laser welding (local melting) enables weld for ceramics which had previously been considered impossible. However, this method was under special conditions using ultra-expensive lasers. In this research, we focused on the fact that all materials are integrated in the Earth's mantle. if the principle of the integration is clarified, it will be possible to integrate ceramics as if they were welded together. Specifically, we will elucidate the local melting phenomena of mantle materials induced by laser irradiation, clarify their melting characteristics, control the characteristics with a high-power laser, and investigate the possibility of more-general welding for ceramics with laser.
Free Research Field	溶接・接合
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究の学術的独自性はマントル物質に注目していることである。マントルは、プレートテクトニクスで知られるように物質の地球規模大循環の一つを担っており、マントルには地球上のあらゆる物質が含まれる。言うなれば、あらゆる物質が地球内部のマントルでは一体化している。もしその原理を解明すれば、セラミックはもちろん地球上のあらゆる物質を一体化（接合）できる方法を発見する未知の可能性がある。このような考えは、溶接・接合の工学では世界発の考え方である。また、社会的意義として、あらゆる物質の接合の可能性を秘めている本研究は、溶接・接合の工学における創造的価値も期待できる。