難加工性合金材料の形状制御結晶育成技術の開発

• 研究課題/領域番号: 15H05551
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属・資源生産工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 横田 有為 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 准教授 (60517671)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2015年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
• キーワード: 一方向凝固 / 難加工性合金 / イリジウム / ルテニウム / 線材 / 合金用マイクロ引き下げ法 / デバイス設計・製造プロセス / 線材作製技術 / 製造プロセス / 線材化プロセス / マイクロ引き下げ法

研究成果の概要

加工性の悪さゆえに既存法では製造コストが高く製品価格が上昇してしまう難加工性合金に対して、我々はニアネット形状の線材を一工程で作製するマイクロ引き下げ法を開発した。しかし、当該技術を量産技術として実用化するには多くの課題が残っている。そこで、本研究では、マイクロ引き下げ法による難加工性合金材料の形状制御結晶製造技術を実用化するため、長尺線材の製造技術、製造速度の高速化、加工不可合金の線材製造、製造線材の特性評価を実施した。その結果、15 mもの長尺Ir合金線材製造に成功するとともに、300 mm/min以上の高速線材育成を達成した。さらに、世界で初めて融液から一工程でRu線材の製造に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of Metallic Fibers with High Melting Point and Poor Workability by Unidirectional Solidification (2017)
  • 著者名/発表者名: Yokota Yuui、Nihei Takayuki、Tanaka Kunihiro、Sakairi Koichi、Chani Valery、Ohashi Yuji、Kurosawa Shunsuke、Kamada Kei、Yoshikawa Akira
  • 雑誌名: Advanced Engineering Materials 巻: 20 号: 3 ページ: 1700506-1700506
  • DOI: 10.1002/adem.201700506
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Growth of platinum fibers using the micro-pulling-down method (2017)
  • 著者名/発表者名: Nihei Takayuki、Yokota Yuui、Arakawa Mototaka、Ohashi Yuji、Kurosawa Shunsuke、Kamada Kei、Chani Valery、Yoshikawa Akira
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 468 ページ: 403-406
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.10.088
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Growth of Co-Cr-Mo Alloy Fiber Crystal by Alloy-Micro-Pulling-Down Method, and the Microstructure and Mechanical Property (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Takayuki Nihei, Masao Yoshino, Akihiro Yamaji, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Akira Yoshikawa
  • 学会等名: The 21st International Conference on Solid Compounds of Transition Elements (SCTE’18)
  • 国際学会
• [学会発表] Growth of Iridium and Iridium Alloy Fibers from the Melt by Alloy-micro-pulling-down Method (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Takayuki Nihei, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Akira Yoshikawa
  • 学会等名: TMS2018 147th Annual Meeting & Exhibition
  • 国際学会
• [学会発表] Fabrication of metallic fibers with high melting point and poor workability by alloy-micro-pulling-down method (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota
  • 学会等名: The 7th Asian Conferene on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT-7)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Growth, Microstructure and Mechanical Properties of Iridium Fiber Crystal by Alloy-Micro-Pulling-Down Method (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuui Yokota, Takayuki Nihei, Yuji Ohashi, Shunsuke Kurosawa, Kei Kamada, Akira Yoshikawa
  • 学会等名: 21st American Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ACCGE-21)
  • 国際学会
• [学会発表] 一方向凝固によって作製した貴金属線材結晶の組織観察と機械的特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、二瓶貴之、吉野将生、山路晃広、大橋雄二、黒澤俊介、鎌田圭、吉川彰
  • 学会等名: 第46回結晶成長国内会議(JCCG-46)
• [学会発表] マイクロ引き下げ法によるIrファイバーの育成とその内部組織 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、二瓶貴之、大橋雄二、黒澤俊介、鎌田圭、吉川彰
  • 学会等名: 金属学会2016年秋季講演（第159回）大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市）
• [学会発表] マイクロ引き下げ法によるIrおよびPtファイバー育成と組織観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、二瓶貴之、鎌田圭、大橋雄二、荒川元孝、黒澤俊介、吉川彰
  • 学会等名: 2016年秋季 第77回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県・新潟市）
• [学会発表] Growth of Iridium and Platinum fiber crystals from the melt by micro-pulling-down method (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Yokota, K. Tanaka, C. Sugawara, K. Sakairi, Y. Ohashi, S. Kurosawa, K. Kamada, A. Yoshikawa
  • 学会等名: The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県・名古屋市）
  • 国際学会
• [学会発表] 高融点貴金属材料における融液からの直接線材化技術の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、二瓶貴之、鎌田圭、大橋雄二、黒澤俊介、吉川彰
  • 学会等名: 第11回日本フラックス成長研究発表会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 招待講演
• [学会発表] 高融点金属ファイバー結晶の製造技術開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横田有為、田中 邦弘、坂入 弘一、黒澤俊介、大橋雄二、鎌田圭、吉川彰
  • 学会等名: 第45回結晶成長国内会議(NCCG-45)
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2015-10-20
• [産業財産権] 金属部材 (2017)
  • 発明者名: 吉川彰、横田有為、二瓶貴之、鎌田圭、黒澤俊介他
  • 権利者名: 吉川彰、横田有為、二瓶貴之、鎌田圭、黒澤俊介他
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-125222
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 金属部材製造方法 (2016)
  • 発明者名: 横田有為、吉川彰、 黒澤俊介、大橋雄二、 鎌田圭、庄子育宏
  • 権利者名: 横田有為、吉川彰、 黒澤俊介、大橋雄二、 鎌田圭、庄子育宏
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-093344
  • 出願年月日: 2016-05-06