| 研究課題/領域番号 |
17K18787
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
素粒子、原子核、宇宙物理およびその関連分野
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
牧村 俊助 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 技師 (10391715)
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| 研究分担者 |
千葉 晶彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00197617)
能登 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (50733739)
中野 禅 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (50357646)
佐藤 直子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (00712481)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | タングステン / 脆性 / 積層造形 / 電子ビーム / レーザー / 溶融焼結 / 流動性 / 電気抵抗 / 積層 / 電子ビーム積層造形 / 金属生産工学 / 金属物性 |
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| 研究成果の概要 |
本研究内では、純タングステンを電子ビーム積層造形法によって製造するための基礎研究を行った。電子ビーム積層造形法による製造では、積層条件を最適化する事によって直径10mm、高さ10mm程度の円柱の造形に成功した。不純物酸素・窒素濃度の測定を行ったところ、どちらも測定限度以下(5 ppm以下)であることが明らかになり、本手法が不純物除去に効果的であることが確認できた。製造試料に関して四点曲げ試験を実施し、長手方向が積層方向に対して平行な試料は垂直な試料よりも強度も高く剥離破壊を示すことが明らかになり、擬延性を獲得できる可能性を示した。
相補的な手法として真空内でのレーザ積層造形も行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
タングステンは、他の材料のはるかに及ばない優れた耐熱性能（高融点、低熱膨張率、高熱伝導率）、高密度、耐スパッタ性能のために、高熱負荷極限材料への採用が期待されている。しかし、超高温環境下では、タングステンの脆いという性質（脆性）のため強度が必要な構造材料として使用出来ない。タングステンの脆性は、結晶粒の間の界面（粒界）が弱く、粒界に沿って割れやすいことに起因する。しかも不活性ガスであるアルゴンや窒素等の侵入性ガスの混入ですら亀裂の起点となり脆性を促進する。電子ビーム積層造形法にて、不純物を排除し、亀裂の進展を妨げるような粒界配向を制御したタングステン材料の製造の可能性を示した。
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