| 研究課題/領域番号 |
16K14436
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料加工・組織制御工学
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| 研究機関 | 北海道大学 (2017-2018)
東京工業大学 (2016) |
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研究代表者 |
林 重成 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10321960)
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| 研究分担者 |
米田 鈴枝 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術研究本部工業試験場, 研究職員 (30806005)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | アルミナスケール / 組織制御 / 活性元素 / 結晶粒粗大化 / 高温酸化 / 耐熱合金 / 酸化スケールの組織制御 / 保護性アルミナ皮膜 / 内部酸化 / 相変態 |
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| 研究成果の概要 |
Fe-Cr-Al-RE合金上に形成するアルミナスケールの組織に及ぼすCr, AlおよびREの影響を調査し、成長速度が遅く耐酸化性に優れるアルミナスケールの組織制御手法を検討した。
アルミナスケールの結晶粒径は、CrまたはAl濃度の増加より小さくなった。その原因として合金表面におけるアルミナの過飽和度の増加によるアルミナの核生成頻度の増加を提案した。REの添加もアルミナ粒径を微細化する効果があり、これは結晶粒界に偏析したZrイオンにより結晶粒の粗大化が抑制されるためであることが明らかになった。
成長速度の遅いアルミナスケールを形成させるための合金設計指針を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
耐熱合金を高温過酷環境下から守るためにはアルミナやクロミア等の保護性酸化スケールが必要である。これまでの耐熱合金の耐酸化性向上に関する合金設計は、酸化スケールを早期に形成し、それを長時間安定に維持させることに主眼が置かれていた。
本研究成果は、アルミナスケールの耐酸化性に関する特性を向上させるためにはその組織を制御することが必要であることを示すとともに、合金元素がアルミナスケールの組織に及ぼす影響を材料学的に明らかにした。高温酸化で形成する酸化スケールの特性向上に組織制御を提案した本成果は学術的に高い意義を持つ。本成果は耐熱合金の設計にも直接繋がることから、高温材料分野に対する貢献度は高い。
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