| 研究課題/領域番号 |
19H02465
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
北薗 幸一 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (20321573)
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| 研究分担者 |
筧 幸次 東京都立大学, システムデザイン研究科, 教授 (70185726)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 難燃性マグネシウム合金 / 拡散接合 / 発泡 / 中空金属球 / ポーラス金属 / 発泡剤 / マグネシウム / 高周波誘導加熱 / 機械的特性 / 衝撃吸収 / 軽量構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
難燃性マグネシウム合金中に発泡剤を分散させ、大気中で加熱発泡させることにより、内部が中空の中空金属球を作製する。これを多数積層させることにより衝撃吸収特性に優れた超軽量構造部材とする。本研究により輸送機器の軽量化と耐衝撃性向上が同時に達成される。
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| 研究成果の概要 |
軽量なマグネシウム合金は、ポーラス金属の素材として魅力的な材料である。しかしながら、汎用マグネシウム合金は発火温度が低いため、不活性ガス雰囲気中で作製しなければならない欠点があった。本研究では、発火温度の高い難燃性マグネシウム合金を素材に用い、ポーラスマグネシウム合金の作製を試みた。
発泡剤粒子を複数の板材の界面に挿入し、繰り返し拡散接合することにより、プリカーサを作製した。高周波誘導加熱装置を用い、大気中でプリカーサを発泡させた。結果として、外形がほぼ球形の中空金属球構造体の作製に成功した。気孔率は50％となり、この中空金属球は水に浮かんだ。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来、軽量構造材料の一種である中空金属球は、鉄粉を原料とした焼結プロセスにより作製されていた。本研究ではマグネシウム合金板の発泡を利用した新しい作製プロセスにより、中空金属球の作製に成功した。また、発火温度の高い難燃性マグネシウム合金を用いれば、大気中でも加熱発泡可能であることを実証した。以上の成果により、ポーラスマグネシウム合金の作製プロセスに関する多くの知見が得られたため、ポーラスアルミニウムに代わる軽量構造材料の開発の目処をつけることができた。
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