| 研究課題/領域番号 |
19H02477
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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26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
井原 郁夫 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (80203280)
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| 研究分担者 |
松谷 巌 東京電機大学, 理工学部, 准教授 (00514465)
鎌土 重晴 長岡技術科学大学, 工学研究科, 学長 (30152846)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2019年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | 超音波計測 / 非破壊計測 / 超音波サーモメトリ / 高温材料 / 温度プロファイル / 反射率 / 高温加工 / 非破壊検査 / 高温加工プロセス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究計画では、超音波反射率の界面敏感性に着目し、これを指標とした新たな超音波サーモメトリを創成する。具体的には、非定常加熱状態の材料界面の反射率を測定し、これを指標としたマルチステップ逆解析を実施することで界面の不安定性の影響を軽減し、実用レベルの高精度温度プロファイリングを実現する（死の谷の克服！）。同時に、上記逆解析を駆使することで界面近傍の被加工材料の特性評価（弾性率、密度、粘性）とその挙動（被加工材の接触状態、剥離状態、反応層の有無など）の定量評価が可能となるので、これを効果的に活用したロバストかつ高機能な高温モニタリング手法の開発を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、加熱材料の温度プロファイルならびに界面の材料特性・挙動をリアルタイムで計測するための新規な超音波法の創成を目指すものである。まず、高温場のロバスト超音波計測システムを構築し、それに基づく加熱界面と内部の温度プロファイリング法を新たに開発した。次いで、高温場のマルチチャンネル超音波計測システムを構築し、これを駆使した鋳造プロセスの時間・空間モニタリングに取り組み、その有用性を実証した。また、厚板材の反射率を活用した裏面状態モニタリング手法を提案し、その有効性を検証した。このように、高温場のリアルタイム定量的材料モニタリングに資する超音波法が創成され、その有用性が実証された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は、これまで困難とされていた高温場での超音波モニタリング、特に界面や材料内部の温度情報の定量評価を可能にすることにその学術的意義がある。また、その手法を活用することで、これまで未開拓であった各種材料加工プロセスの見える化を実現するもので、幅広い分野における材料加工のDX化を加速させるという点で社会的意義が大きいと考える。
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