2014 Fiscal Year Annual Research Report
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22340112
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
中原 明生 日本大学, 理工学部, 准教授 (60297778)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
狐崎 創 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (00301284)
大槻 道夫 島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (30456751)
大信田 丈志 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50294343)
松尾 洋介 日本大学, 理工学部, 研究員 (40611140)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 破壊の制御 / レオロジー / メモリー効果 / パターン形成 / コロイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究においては、塑性流体である高濃度固液混合ペーストが外場を記憶する現象のメカニズムを解明し、破壊や材料物性の制御へ応用を行った。まずは、揺れの記憶のメカニズムとして初期振動によって生じた引張応力が塑性の効果で残留するという理論モデルが提案されているので、記憶が実際にどのような形でペースト内に残留するか揺れの記憶の書き換え実験で視覚化したところ、揺れを記憶する過程の初期段階では準線形解析で示されるメカニズムが成立し、2 周期分以上の揺れを体験した後は非線形解析で示されるメカニズムが支配的になることが分かった。
次に、帯電していないLJコロイド粒子で構成されるペーストが流れを記憶できる現象を説明するためにコロイド・シミュレーターとして汎用性のあるOCTAとKAPSELを用い一様剪断流のシミュレーションを行ったところ、流れに平行なネットワーク構造の形成が得られた。
さらに、磁性酸化鉄ペーストが磁場を記憶し磁場に平行に割れるメカニズムの解明を試みたところ、磁場を記憶する条件は磁場によってペーストに加わる応力がペーストの降伏応力を上回ること、そして、X線CTスキャンによる観察では磁場を記憶する条件でペースト中の酸化鉄粒子が磁場に平行に配列していることが確かめられた。
前年度の成果として「ペーストに超音波を照射すると過去の外場の記憶を消去できる」現象が発見されたので、超音波照射が固液混合材料の均一化や破壊強度の増加に応用できないかセメントを用いて実験したところ、振動を受けた後に超音波照射を受けたセメント試片の破壊強度が増加していることが３点曲げ法により確認された。
これらの研究成果は、研究会や学会発表だけでなく、2014年8月には日本物理学会が主催する科学セミナー「非平衡の世界」では一般向けに講演を行い、日本物理学会誌2015年3月号で解説記事として紹介され表紙を飾るなど、広く公表された。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Patent(Industrial Property Rights)] 材料混合法2015
Inventor(s)
中原明生、松尾洋介、伊藤丸人、米山瞭汰
Industrial Property Rights Holder
中原明生、松尾洋介、伊藤丸人、米山瞭汰
Industrial Property Rights Type
特許
Industrial Property Number
PCT/JP2015/055604
Filing Date
2015-02-26
Overseas
