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界面制御による共晶単結晶超耐熱構造材料の高強度・高靭性化法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H01735
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関京都大学

研究代表者

岸田 恭輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード界面特性制御 / 共晶複相材料 / 構造・機能材料 / 力学特性
研究成果の概要

構造材料において一般にトレードオフ関係にある「強度」と「延性・靭性」を両立するための新しい方策として,共晶単結晶材料中の異相界面を活用した強度と靭性の同時向上機構モデルを提案し,そのモデルの検証ならびに適用可能条件の解明を目的とした基礎研究を行った.その結果,MoSi2/Mo5Si3共晶合金系においてモデルの有効性を確認するとともに,他の合金系の調査からモデルの適用可能範囲について,さらに単結晶マイクロ機械試験により共晶合金の構成相の基礎力学特性に関する様々な知見を得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により脆性的な複数の構成相からなる超耐熱共晶合金の異相界面特性制御と組織微細さの制御により,高い高温強度特性と高い破壊靭性値の同時賦与が可能であることを明らかにしたとともに,これまで十分に解明されていなかった超高融点金属間化合物材料の塑性変形の基礎を明らかにしたことは学術的に非常に意義がある.また得られた成果は新規超高融点材料の実用化に向けた基礎としても重要であり,将来的な発電用ガスタービンをはじめとする熱機関の熱効率の向上と,それによる化石燃料の消費量ならびに温室効果ガスの排出量削減に大きく寄与することが期待されるため,社会的意義も高い.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 11件、 招待講演 11件) 備考 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Plastic deformation of single crystals of the equiatomic Cr-Mn-Fe-Co-Ni high-entropy alloy in tension and compression from 10 K to 1273 K2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Marino、Asakura Makoto、Okamoto Norihiko L.、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki、George Easo P.
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 203 ページ: 116454-116454

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2020.10.073

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comprehensive Phase Field Study on Directionally-Solidified MoSi2/Mo5Si3Eutectic Alloy2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Chuan Qi、Yamamoto Jimpei、Koizumi Yuichiro、Yuge Koretaka、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 1016 ページ: 749-754

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/msf.1016.749

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plastic deformation of single crystals of CrB2, TiB2 and ZrB2 with the hexagonal AlB2 structure2021

    • 著者名/発表者名
      Paul Bhaskar、Okamoto Norihiko L.、Kusakari Misato、Chen Zhenghao、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki、Otani Shigeki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 211 ページ: 116857-116857

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2021.116857

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of critical resolved shear stress for the first-order pyramidal c+a slip in commercially pure Ti by micropillar compression method2020

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida, J. Kim, T. Nagae, H. Inui
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 96 ページ: 168-174

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2020.06.043

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Room temperature deformation of single crystals of Ti5Si3 with the hexagonal D88 structure investigated by micropillar compression tests2020

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Fukuyama Takayoshi、Maruyama Takuto、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 17983-17983

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75007-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micropillar compression deformation of single crystals of α-Nb5Si3 with the tetragonal D8l structure2020

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Maruyama Takuto、Fukuyama Takayoshi、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 21 号: 1 ページ: 805-816

    • DOI

      10.1080/14686996.2020.1855065

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MoSi2基Brittle/Brittle複相単結晶超耐熱材料の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔、乾晴行
    • 雑誌名

      金属

      巻: 90 ページ: 556-562

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Pattern formation mechanism of directionally-solidified MoSi2/Mo5Si3 eutectic by phase-field simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Zhu Chuanqi、Koizumi Yuichiro、Chiba Akihiko、Yuge Koretaka、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Intermetallics

      巻: 116 ページ: 106590-106590

    • DOI

      10.1016/j.intermet.2019.106590

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room temperature deformation of 6H-SiC single crystals investigated by micropillar compression2020

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Shinkai Yasuharu、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 187 ページ: 19-28

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2020.01.027

    • NAID

      120006796464

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strategy for managing both high strength and large ductility in structural materials-sequential nucleation of different deformation modes based on a concept of plaston2020

    • 著者名/発表者名
      Tsuji Nobuhiro、Ogata Shigenobu、Inui Haruyuki、Tanaka Isao、Kishida Kyosuke、Gao Si、Mao Wenqi、Bai Yu、Zheng Ruixiao、Du Jun-Ping
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 181 ページ: 35-42

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2020.02.001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructure and mechanical properties of a MoSi2-Mo5Si3 eutectic composite processed by laser surface melting2019

    • 著者名/発表者名
      Vega Farje Juan A.、Matsunoshita Hirotaka、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Materials Characterization

      巻: 148 ページ: 162-170

    • DOI

      10.1016/j.matchar.2018.12.016

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic plastic deformation of single crystals of the MAX phase compound Ti3SiC2 investigated by micropillar compression2018

    • 著者名/発表者名
      Higashi Masaya、Momono Shogo、Kishida Kyosuke、Okamoto Norihiko L.、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 161 ページ: 161-170

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.09.024

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the influence of crystallography and dendritic microstructure on micro shear behavior of single crystal Ni-based superalloys2018

    • 著者名/発表者名
      Laplanche G.、Wieczorek N.、Fox F.、Berglund S.、Pfetzing-Micklich J.、Kishida K.、Inui H.、Eggeler G.
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 160 ページ: 173-184

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.08.052

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Micropillar compression deformation of single crystals of Mo5SiB2 with the tetragonal D8 structure2018

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Maruyama Takuto、Matsunoshita Hirotaka、Fukuyama Takayoshi、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 159 ページ: 416-428

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2018.08.048

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 6H-SiC単結晶の室温塑性変形挙動2021

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期(第168回)講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mo添加NbSi2/Nb5Si3共晶合金の微細組織と力学特性2021

    • 著者名/発表者名
      上村 遙, 岸田 恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期(第168回)講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Micropillar compression deformation of transition-metal disilicides with the C11b and C40 structures2021

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Thermec’2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] D8l型構造を有する遷移金属シリサイド単結晶の室温変形挙動2020

    • 著者名/発表者名
      岸田 恭輔,乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期(第167回)講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mo添加NbSi2/Nb5Si3一方向凝固共晶合金の微細組織2020

    • 著者名/発表者名
      上村 遥,岸田 恭輔,乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期(第167回)講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Micropillar Compression Deformation of Transition-Metal Disilicides with the C40 Structure2020

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      2020 MRS Virtual Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstructure and Crystallographic Orientation Relationships in Directionally Solidified NbSi2/Nb5Si3 Eutectic Composites with Mo Addition2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Uemura, Kosei Takeda, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      2020 MRS Virtual Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遷移金属ダイシリサイド単結晶のマイクロピラー圧縮変形2020

    • 著者名/発表者名
      岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年春期(第166回)講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Mo添加NbSi2/Nb5Si3共晶合金の微細組織と力学特性2020

    • 著者名/発表者名
      上村 遙、武田 康誠、岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年春期(第166回)講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フェーズフィールド法によるMoSi2基複相超高温耐熱構造材料における組織形成メカニズムの研究2020

    • 著者名/発表者名
      山本陣平,小泉雄一郎,弓削是貴,岸田恭輔,乾晴行, 朱 伝奇、奥川将行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年春期(第166回)講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of MoSi2/Mo5Si3-based in-situ composites for ultra-high temperature applications2019

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Beyond Nickel-Based Superalloys III
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pattern Formation Mechanism of Script Lamellar Pattern in MoSi2/Mo5Si3 Eutectic Examined by Phase Field Method2019

    • 著者名/発表者名
      Chuanqi Zhu,Yuichiro Koizumi, Akihiko Chiba, Koretaka Yuge, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Beyond Nickel-Based Superalloys III
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influences of growth conditions on microstructures and mechanical properties of directionally solidified MoSi2/Mo5Si3-based eutectic composites2019

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeda, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Beyond Nickel-Based Superalloys III
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Phase-field simulation of directional solidification in MoSi2/Mo5Si3 eutectic alloy with elastic anisotropy2019

    • 著者名/発表者名
      Jimpei Yamamoto, Yuichiro Koizumi, Koretaka Yuge, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Beyond Nickel-Based Superalloys III
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 単結晶マイクロピラー圧縮試験で探る層状化合物の塑性変形機構2019

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔
    • 学会等名
      日本金属学会2019年秋期(第165回)講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MoSi2/Mo5Si3共晶一方向凝固材の微細組織と力学特性に及ぼす凝固条件の影響2019

    • 著者名/発表者名
      武田康誠、岸田恭輔、乾晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2019年秋期(第165回)講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Room-temperature deformaton behavior of D8l-type transiton-metal silicides investgated by micropillar compression2019

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Intermetallics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Microstructure optmisaton of directonally solidifed MoSi2/Mo5si3 eutectc composites2019

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeda, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Intermetallics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Room Temperature Deformation Behavior of Hard Intermetallic Compounds Investigated by Micropillar Compression Method2019

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke KISHIDA, Haruyuki INUI
    • 学会等名
      MATERIALS RESEARCH MEETING 2019(MRM 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MoSi2/Mo5Si3/Mo5Si3C三相共晶合金の微細組織と力学特性に及ぼすTaおよびNb添加の影響2019

    • 著者名/発表者名
      武田康誠,神原佑季,松野下裕貴,岸田恭輔,乾晴行
    • 学会等名
      社団法人日本鉄鋼協会・公益社団法人日本金属学会 関西支部 材料物性工学談話会平成30年度第2回講演会ならびにポスター発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MoSi2/Mo5Si3共晶一方向合金の微細組織と力学特性に及ぼす結晶育成条件の影響2019

    • 著者名/発表者名
      武田康誠,岸田恭輔,乾晴行,出村雅彦
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期(第164回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層状結晶構造を有する金属間化合物の結晶構造と塑性変形2018

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔
    • 学会等名
      東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻マテリアル工学セミナー「構造材料の新展開」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Influences of ternary and quaternary additions on mechanical properties of MoSi2/Mo5Si3-based in-situ composites2018

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Yuki Kambara, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      THERMEC’2018 International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロピラー圧縮試験法を用いた塑性変形研究の最前線2018

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MoSi2基共晶一方向凝固合金の組織と力学特性に及ぼす添加元素の影響2018

    • 著者名/発表者名
      武田康誠, 神原佑季,松野下裕貴,岸田恭輔,乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] TM5Si3型遷移金属シリサイドの室温変形挙動2018

    • 著者名/発表者名
      福山貴義,丸山拓仁,岸田恭輔,乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Plastic deformation of layered compounds studied by micropillar compression and scanning electron microscopy2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida, H. Inui
    • 学会等名
      International symposium on Atomistic Processes of Crystal Plasticity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロピラー圧縮試験による結晶性材料の変形機構解析2018

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本材料学会第67期第1回マルチスケール材料力学部門委員会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Room temperature deformation of transition-metal silicides investigated by micropillar compression method2018

    • 著者名/発表者名
      K. Kishida, H. Inui
    • 学会等名
      MRS 2018 Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effects of Ta and Nb Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of MoSi2/Mo5Si3/Mo5Si3C Eutectic Composites2018

    • 著者名/発表者名
      Kosei Takeda, Yuki Kambara, Hirokata Matunoshita, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      MRS 2018 Fall Meeting & Exhibit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学大学院工学研究科材料工学専攻 乾 研究室のページ

    • URL

      http://imc.mtl.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
  • [備考] Researchgate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Kyosuke_Kishida

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 京都大学大学院工学研究科材料工学専攻 乾 研究室

    • URL

      http://imc.mtl.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 金属積層成形体及びその製造方法2019

    • 発明者名
      乾 晴行,岸田恭輔,小岩井修二
    • 権利者名
      乾 晴行,岸田恭輔,小岩井修二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 金属積層成形体及びその製造方法2018

    • 発明者名
      乾 晴行,岸田恭輔,小岩井修二
    • 権利者名
      乾 晴行,岸田恭輔,小岩井修二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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