| 研究課題/領域番号 |
18K03859
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 群馬工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山内 啓 群馬工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60396520)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018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 | Sn-Bi合金 / 超塑性 / 鉛フリーはんだ / 接合 / 低融点 / 脆性改善 / 結晶粒径 / 粒界すべり / ひずみ速度感受性指数 / 低温実装 / 変形挙動 |
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| 研究成果の概要 |
Sn-Bi合金の延性改善と耐衝撃性向上を目的として、合金各種Sn-Bi基合金の機械的性質や接合特性について調査し、Sn-Bi基合金の超塑性変形メカニズムを明らかにしようとするものである。様々な添加元素による実験を行った結果、初晶の結晶粒径が10数ミクロン程度のSn-Bi合金へSnあるいはBiに固溶する元素（Cu、Ni、Sb、Znなど）を添加することで、脆性改善が確認された。また、高温（60℃以上）・低ひずみ速度の条件においては、伸びが200％をこえる超塑性挙動を示すことが明らかとなった。
さらに、Sn-Bi-Cu合金の超塑性変形についてその変形メカニズムを提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、Sn-Bi合金の変形挙動を力学的・金属組織学的に調査することにより、添加元素の影響を材料学的に明らかにした。また、Sn基合金の超塑性変形挙動については報告されていたものの、そのメカニズムについてはこれまで不明であったが、本研究成果により初めてSn-Bi合金の超塑性変形メカニズムを明らかにしたことは学術的に高い意義を持つ。
このような変形機構により低温接合技術は汎用的に使用される可能性が広がり、その接合体の長寿命化も期待されることから、今後の実装技術の発展などによる社会的意義が高く、実装分野における貢献度も高い。
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