2009 Fiscal Year Annual Research Report
摩擦攪拌効果を利用するプラスチックスと金属との異種料間の高信性接合界面創出
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21246111
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中田 一博 Osaka University, 接合科学研究所, 教授 (80112069)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津村 卓也 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (00283812)
高橋 誠 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (10294133)
田人 真一 大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (70432424)
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| Keywords | 摩擦攪拌接合 / プラスチックス / 金属 / 異材接合 / 接合界面 |
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| Research Abstract |
当該研究は、軽量材料の輸送機器への適用拡大を目指し、これまで困難であったプラスチックスと金属の直接的な異材接合を、摩擦エネルギーを利用する固相接合である摩擦撹拌接合法を応用し、界面の微細構造制御により初めて実現しようとするものである。このため、プラスチックス/軽量金属材料(A1合金、Mg合金、Ti合金)/鉄鋼(高張力鋼)間の異材接合を実施するために、異材接合プロセスシステム構築、界面ナノ微細構造解析、異材接合強度評価、シミュレーションによる摩擦発熱効果と塑性流動解析及び実用化に向けての基盤データベース構築を行う。平成21年度は以下の研究を実施した。
1、【異材接合プロセスシステム構築】高速回転するツールの摩擦発熱によりプラスチックと金属材料の異材接合を可能とするプロセスシステムを構築し、抵抗スポット溶接及びリベット接合との比較検討評価も合わせて行うために、点接合タイプの摩擦撹拌点接合装置を新設した。
2、【既存金属材料間の異材摩擦撹拌接合特性評価】既存の軽量金属材料(Al合金、Mg合金、Ti合金など)及び鉄鋼材料などとの間の摩擦撹拌接合による異材接合特性について基礎的な評価を進めた。
3、【プラスチック/軟質軽量金属材料との異材接合】回転プローブをプラスチックス/金属界面に挿入して撹拌混合層を形成する直接撹拌混合方式とプローブは界面には接触させない間接熱圧着方式をプラスチック(EAA、PE)/Al合金(A2017)の組合せで検討し、間接熱圧着方式の方が良好な接合が得られることを明らかにした。
4、【異材接合界面微細構造解析】新設した金属/非金属界面構造観察解析装置による異材接合部の撹拌混合複合層あるいは熱圧着層の微細形成組織構造を明らかにするための検討を進めた。
さらに、シミュレーションによる摩擦発熱効果・温度履歴予測と塑性流動現象のモデル化に関する検討準備を進めた。
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