2012 Fiscal Year Research-status Report
界面設計による革新的結晶粒微細化剤の開発と発現機構解明
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24560909
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邉 義見 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50231014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 尚 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50402649)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属間化合物 / L12構造 / 結晶粒微細化剤 / 鋳造 / 不整合度 / ぬれ性 / 異質核 / 凝固 |
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| Research Abstract |
L12型金属間化合物であるAl5CuTi2を異質核とする新規微細化剤を開発する目的で，Al-Al5CuTi2微細化剤の最適な作製方法および作製条件を調査した．アーク溶解および均質化処理により，均質な組織を持つL12型金属間化合物であるAl5CuTi2を作製した．そして，SPSによりAl-20vol%Al5CuTi2微細化剤を作製し，Al鋳造実験を行ったところ，鋳造材の結晶粒微細化が認められた．微細化剤中のAl5CuTi2の体積を変えることで，微細化性能の発現時期を変更できることもわかった．微細化剤作製時の焼結温度である500℃，およびAl鋳造実験における溶湯温度である750℃において，Al中のAl5CuTi2の熱安定性を調査した．その結果，保持時間が長くなるにつれてAlとの反応が進行し，Al5CuTi2がAl3TiやAl2Cuといった化合物へと変化していくことがわかった．Al5CuTi2のAlに対する濡れ性を測定したところ，Al3Tiに比べ，Al5CuTi2の濡れ性が良いことがわかった．
Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤を作製し，これらの微細化剤をAl溶湯に添加したところ，Al鋳造材の組織は微細になることがわかった．(Al, Y)-Ti 3元系L12型金属間化合物はAlに対して有効な微細化剤であると言える．特にAl-Al67Ni8Ti25微細化剤を用いて作製したAl鋳造材は，保持時間なしでも，平均結晶粒径が256μmという微細で均質な組織を有していた．これに対し，Al-Al5CuTi2微細化剤において最も優れた微細化効果が得られた保持300秒のAl鋳造材では，平均結晶粒径が344μmである．すなわち，保持時間を変えてAl鋳造実験を行えば，Al67Ni8Ti25はさらに高い微細化効果を発揮する可能性がある．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
不整合度の事なるAl5CuTi2，Al22Fe3Ti8およびAl67Ni8Ti25を用いて，Al-Al5CuTi2微細化剤，Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25を作製し，これらの微細化剤をAl溶湯に添加したところ，全てにおいてAl鋳造材の組織は微細になることがわかった．また，不整合度と微細化能との間の関係を調査したところ，保持時間なし，という限定条件ではあるものの，両者には直線的関係が見出され，申請時の最終目標データに近い情報が得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度にAl-Al5CuTi2微細化剤で行った実験同様，Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤において，系統だった実験を進めていく．具体的には，SPSにより，Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤を作製し，保持時間を変えた鋳造実験を行い，微細化能を調査する．また，熱安定性とAl母相との結晶学的方位関係について調査する．加えて，バルクAl22Fe3Ti8およびAl67Ni8Ti25と溶融Alとのぬれ性を調査し，Al-Al22Fe3Ti8微細化剤およびAl-Al67Ni8Ti25微細化剤の優位性を議論する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
消耗品･･･380千円
ステンレス鋼などの素材，アルゴンガス，研磨紙，Alインゴットおよび腐食液購入．
旅費･･･452千円
成果発表国内旅費，および成果発表外国旅費（ハワイPRICM8参加）
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