| 研究課題/領域番号 |
20K05110
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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26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 富山県産業技術研究開発センター |
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研究代表者 |
山岸 英樹 富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 副主幹研究員 (50416153)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 固相接合 / 異材接合 / 低温鍛接 / 界面 / 金属間化合物 / アルミニウム / スポット低温鍛接 / 低温固相接合 / 拡散 / 鍛接 / スポット鍛接 / Fe/Al / 軽金属材料 / アルミニウム合金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アルミニウム合金×鉄鋼やアルミニウム合金×マグネシウム合金など多くの異材接合において、従来一般に適用されている溶融溶接法では脆弱な金属間化合物(IMC)の生成により実用的な強度を有する継手を得ることができないといった問題がある。
本研究は、申請者が近年開発したIMCをナノオーダーに抑制できる高速・高強度固相接合プロセス「鍛接法」をさらに高度化・体系化（対象材料の拡張、加工条件及び継手性能のDB化）することで、アルミニウム合金を軸とした実用的な異材接合技術を確立するものである。
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| 研究成果の概要 |
プレス機を用いた異種金属材料の接合技術開発を行った。接合部に大変形を導入することで、酸化被膜など拡散障害層を分断・延伸し高清浄度界面を創成、低温かつ短時間の拡散プロセスを実現、脆弱な反応層(金属間化合物：IMC)を極めて薄く抑制できる実質IMCフリーの高速・高強度固相接合法「低温鍛接法」を開発した。
アルミニウムを軸に鉄鋼や銅など様々な組み合わせにおいてその接合性を実証した。また、新たに提案した試験片作製法及び材料強度複合則より、創成した固相接合界面各相の引張強さを算出したほか、反応層の成長挙動が接合温度と接合前後の肉厚比(圧下比)で制御できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の各種固相異材接合法が抱えている実用上の様々な問題(プロセス時間、生産コスト、接合強度等)を根本的に解決しうる革新的な高速・高強度固相接合技術を開発し、特許を権利化した。車両の軽量化及び電動化が進むモビリティ向けに当該法の実装が強く期待されるだけでなく、熱間の塑性流動を伴う拡散反応において、変形量を増すほどより低温での接合が可能になるなどの本法の特徴及び新たな接合機構を示したことは、拡散ベースの固相接合プロセスの発展に寄与するものと考えられる。
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