| 研究課題/領域番号 |
20J21925
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
佐伯 龍聖 長崎大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 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 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 電析 / 電鋳 / 鉄族金属 / 強磁性金属 / 固溶強化 / 結晶粒微細化 / 微小硬度 / 引張強度 / 陽極酸化 / ナノチャネル / ナノワイヤー / 磁気特性 / 電極触媒 / 機械的特性 / 保磁力 / 巨大磁気抵抗 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、まずAlの陽極酸化によって、ナノチャネル（円柱状細孔）構造を有するアルミナ製テンプレートを開発する。そして、水溶液からの電析法を用いて、ナノチャネル内にCo合金を充填することでナノワイヤー配列構造体を作製し、機能性金属材料としての応用を図る。1年目には、電解条件を適宜調整しながらCo-Feナノワイヤー配列構造体の作製に取り組み、硬質磁気特性に優れた材料の創製を目指す。2年目以降には、誘起共析機構を介して、耐食性や機械的強度に優れた電析Co-Wナノワイヤー配列構造体を作製する。その後、テンプレート（アルミナ部分）を除去することで高比表面積型ナノピラー電極材料としての応用を検討する。
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| 研究実績の概要 |
令和4年度は、電析法により作製したNi基合金の構造解析並びに機械的性質の調査に取り組んだ。得られた研究成果は学会発表や学術雑誌にて発表した（※業績の詳細は「研究成果」の項目を参照）。代表的な研究成果として、学術論文に示した研究内容（電鋳剥離法により作製したNi-Co合金の微小硬度と引張強度特性）について以下で簡単に紹介する。
光沢剤としてサッカリンを含有する硫酸浴を用いて、電鋳・剥離法によりNi-Co合金薄板を作製した。電解浴組成や陰極電位などの電解条件を調整することで、合金中のCo含有率を28.8at.%～72.0at.%の幅広い組成領域で制御することに成功した。また、サッカリンを電解浴に添加することで合金薄板の結晶粒が微細化されており、X線回折装置（XRD）や透過型電子顕微鏡(TEM）を用いた解析に基づくと、結晶粒径が30 nm程度まで減少していることが確認できた。また、走査型電子顕微鏡(SEM）観察や表面粗さ計を用いた測定によると、合金薄板は表面平滑性にも優れており、粗さを表すRa値は1.5 μm以下であった。さらに、ビッカース硬さ試験や引張試験機を用いた測定に基づくと、固溶強化と結晶粒微細化の相乗効果により、Ni-Co合金の機械的特性は等原子比付近で大きく向上することが見出された。本研究で作製したNi-Co合金薄板の微小硬度と引張強度特性はそれぞれ609 kgf/mm2および1757 MPaに達した。これは、溶融凝固法で作製されたNi-Co合金の引張強度値（約370 MPa）を大きく超越している。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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