| 研究課題/領域番号 |
19K05056
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
宮嶋 陽司 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (80506254)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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 | アルミニウム / 合金 / 巨大ひずみ加工 / 導電率 / 格子欠陥 / 高強度化 / アルミニウム合金 / 遷移金属 / 導電性 / 電気抵抗率 / 強度 / ARB / 高純度2元系合金 / Al-Fe / Al-Ni / 組織観察 / 超微細粒 / 力学特性 / Al / Fe / 転位密度 / 電気特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の電気化・電子化の進展に伴って輸送用機器で使用される導電性金属の使用量は増加し続けている．導電性金属として多用される銅(Cu)をアルミニウム(Al)に置き換える事で，その使用総重量の削減が可能となる．これは，輸送機器の燃費向上による化石燃料消費量の減少と環境負荷の低減に繋がる．本研究では，高比強度高比導電率新規Al合金の設計指針の確立を目的とする．その為に，遷移元素を合金元素とし1at.%まで含み，不純物元素を極力減らした高純度2元系Al合金の，結晶粒微細化と焼鈍に伴う組織形成過程と力学特性および電気的性質との関連を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
近年の輸送用機器の電気化に伴って，高導電率と高強度を両立し，更に軽量なワイヤー・ケーブル用金属材料が必要とされている．そのような目的には，比重の小さいアルミニウムがよく用いられる．従来，金属材料の高強度化は多量の合金元素を添加する合金化を通じて実現されてきた．しかし，多量の合金元素を添加する場合は，添加元素が自由電子を散乱する．そのため，合金化によって高導電率を実現することは難しかった．
本研究では，通常用いられない遷移金属元素をアルミニウムに微量添加したモデル合金を準備した．この合金に巨大ひずみ加工を施すことで，高強度化と高導電率化が可能であることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
輸送用機器に使われるモーター等には，導電性金属材料がワイヤーとして使用されます．それらの軽量化のためには，高導電率化と高強度化を通じた断面積減少が必要となります．本研究によって示された，微量の遷移金属の添加による，新規アルミニウム合金が実用化される場合，重量軽減による燃費の向上を通じて化石燃料の使用量削減が実現できます．そのため，SDGs社会の実現に資することが可能となります．
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