| 研究課題/領域番号 |
19K05101
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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 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
瀧川 順庸 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70382231)
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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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 電解析出法 / アルミニウム合金 / 延性 / 結晶成長モード / イオン吸着 / 脆化元素低減 / アルミニウム / 結晶成長 / 電解先出法 / 高強度・高延性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
イオン吸着と結晶成長モードを制御したジメチルスルホン浴を用いた電解析出法により、高強度・高延性アルミニウム合金を作製することを目的とする。第一原理計算と実験により、脆化元素およびミクロ欠陥フリーの材料創製による延性発現と、固溶強化、結晶粒微細化強化による高強度化を両立した、現在の非熱処理型商用アルミニウム合金の強度と伸びのトレードオフを超える、引張強度500 MPa、伸び10%を示す材料の創製を目指す。
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| 研究成果の概要 |
ジメチルスルホン浴を用いた電解析出法による、高強度・高延性バルクナノ結晶アルミニウム合金の作製を目的として行った。最初に、脆化元素である硫黄・塩素の除去プロセスおよび表面粗さ制御プロセスを構築した。次に、第一原理計算により、結晶粒微細化および固溶強化元素としてCu、Fe、Mn、Zrを選択し、各元素による合金化が強度、表面粗さ、結晶成長モードに及ぼす影響を明らかにした。さらに、結晶成長モードと延性の関係を明らかにし、ZrとFeの同時添加による強度・延性バランスの改善の可能性を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アルミニウムの電解析出法は、大量の電力消費を必要とする現在のアルミニウム製錬法に替わるアルミニウム製造プロセスとして期待されている。これに加え、高強度・高延性バルクナノ結晶アルミニウム合金作製は、単なる製錬法ではなく、製錬と同時に溶解、鋳造、加工熱処理法といった素形材化プロセスを用いずに液相から直接素形材を製造する低コスト・低環境負荷プロセスの構築に繋がるものである。このような技術は、新たな構造材料作製プロセスとして、学術的にも工業的にも開発意義の大きいものである。
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