| 研究課題/領域番号 |
19K05083
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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26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
正木 匡彦 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00360719)
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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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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| キーワード | 溶接接合 / グラファイト / 複合材料 / 溶接 / 炭素材料 / 炭化ホウ素 / ロウ付け / 接合 / レーザー溶接 / 凝固組織 / レーザー加工 / 炭素系材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、グラファイト複合材料やグラッシーカーボンなどの耐熱セラミックス材料に対して、炭化ホウ素（B4C）を融剤とした溶接加工の技術を確立することを目的としている。B4C―炭素合金の凝固組織において共晶半田特有のラメラ組織が形成されることを利用し、自動車や航空機など超軽量構造材料としての用途が見込まれる炭素繊維―炭素複合材料（C-Cコンポジット）やグラッシーカーボンと焼結炭素などの異種炭素素材の溶接接合の技術を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は、炭素系複合材料の溶接接合の可能性を探る一連の研究の一つであり、今回の研究助成の期間における研究では、焼結炭素に対してアルミニウムを添加した炭化ホウ素を用いることによりロウ付けが可能であることを見出した。炭化ホウ素に対して微量のアルミニウムを添加することにより溶接部の組織が微細化し、接合強度が向上することが明らかになった。引張試験の結果では母材のグラファイトの強度の９０％程度の強度となることが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
グラファイト系の材料は軽量かつ高強度であるため航空機や自動車などの次世代材料として使用され始めているが、金属のような溶接による接合ができない点で応用範囲が限られてしまっていた。本研究はグラファイト系材料の溶接法を見出すことを目的としており、軽量化を求められる様々な機械への応用が可能である。
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