2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of microalloying science and solidification dynamics on the basis of microstructure evolution
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24226018
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
安田 秀幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (60239762)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳楽 知也 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (00379124)
吉矢 真人 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00399601)
森下 浩平 京都大学, 工学研究科, 助教 (00511875)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 凝固 / 鋳造 / X線イメージング / その場観察・計測 / 金属材料 / マイクロアロイング / 固液共存体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では，放射光施設の高輝度・単色光を利用して金属材料の凝固現象の時間分解・その場観察を実現し，これまで実証されていなかった金属材料の凝固現象（の素過程）を明らかにする、さらに明らかになった実験事実をもとに，ミクロ/マクロモデルへの展開を目指してきた。さらに、微量元素による組織制御に関する原理を構築することを目指してきた。具体的にはA. その場観察による素過程の実証とモデル化、B．ミクロモデルによる補完的検証、C．ミクロ／マクロ統合モデルの構築と検証、D.マイクロアロイングの科学の4項目を実施した。
Fe合金、Cu合金、Al合金の観察を引き続き実施するとともに、凝固組織形成に及ぼす超音波印加の影響、Mgを微量に添加した鋳鉄（Fe-C系）におけるグラファイトの成長挙動を明らかにすることができた。また、Fe系合金の核生成・変態に及ぼす固/液界面、固/固界面の影響について計算材料科学の視点から実験結果を解析し、界面の影響を明確にした（項目A、B、D）。
これまでの観察結果に基づき、二流体モデルを基礎として凝固・変形のマクロモデルの構築を進めた。特に、凝固組織（等軸晶、柱状晶）が固液共存体の変形に及ぼす影響をモデルに含めることを達成した。モデルによる計算結果を検証するための実験も実施し、構築したモデルの有効性を明らかにすることができた（項目C）。これまでの成果により、凝固・変形を組み込んだマクロモデルの構築に至った。合金系や組織の特徴を定量的に反映できれば、信頼性の高いシミュレーションが実現できると期待される段階になった。
Sn合金、Fe合金（鋳鉄）における微量元素の役割を解析することに主眼をおいた。特に、Fe合金におけるMg添加の効果は他の微量元素、酸素濃度に影響されることを明らかにし、マイクロアロイングの科学の視点からFe-C合金中のグラファイト形態の制御に関する基礎を確立できた（項目D）。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] The influence of ageing on the stabilisation of interfacial (Cu,Ni)6(Sn,Zn)5 and (Cu,Au,Ni)6Sn5 intermetallics in Pb-free Ball Grid Array (BGA) solder joints2016
Author(s)
G. Zeng, S.D. McDonald, D. Mu, Y. Terada, H. Yasuda, O. Gu, M.A.A. Salleh, K. Nogita
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Journal Title
Journal of Alloys and Compounds
Volume: 685
Pages: 471-482
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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