| 研究課題/領域番号 |
20K05117
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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 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
阪本 辰顕 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (80403848)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 高強度・高延性化 / バイモーダル組織 / 粉末冶金 / メカニカルアロイング / 分散強化合金 / 強度延性バランス / 幾何学的に必要な転位 / 均一伸び / 分散強化 / 強制固溶 / 固溶限拡張 / 高強度化 / 高延性化 / 引張試験 / 透過型電子顕微鏡観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
合金の高強度化は延性の低下を伴うが、微細粒と粗大粒の2種で構成されるバイモーダル組織を有する合金は、高強度を維持したまま高延性化される。本研究では分散強化合金Al-Y2O3を用いて、分散強化バイモーダル高強度合金が高強度を維持したまま高延性を発現するメカニズムを調べる。本合金はメカニカルアロイングと放電プラズマ焼結による粉末冶金法により作製する。作製した合金の引張試験により強度と延性を評価する。透過型電子顕微鏡により微細組織を調べ、高延性発現機構及び分散粒子の効果を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
純Al粉末とAl2O3粉末のメカニカルアロイングによる合金化で得られたAl-Al2O3合金粉末と純Al粉末とを1対1の体積比で混合し焼結することで、Al母相が粗大粒と微細粒からなるバイモーダル組織を作製し、高強度かつ高延性化を試みた。単に混合して焼結すると強度延性バランスはほぼ改善されなかったが、焼結前にミリングによる混合を施すと、高強度化かつ高延性化された。その原因として、ミリングによる混合により、粗大粒領域と微細粒領域の界面が増加した結果、焼結体の変形中に幾何学的に必要な転位が導入され、加工硬化率が増大したためであると判断された。同様の結果が、Al-Y2O3合金粉末の場合でも得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
合金の高強度化は延性の低下を伴う。この強度と延性のトレードオフを解決する方法として、粗大粒と微細粒からなるバイモーダル（BM）組織の利用が期待されている。BM組織は単相合金に対しても適用可能であることが特徴であるが、分散強化合金でも研究されている。しかし、組織学的パラメータ（結晶粒径、粗大粒と微細粒の体積分率や分布形態、分散粒子の分布形態など）が最適化されておらず、不明な点が多い。本研究は分散強化合金のBM組織利用による高強度高延性化を目指して、まず粗大粒と微細粒の界面に関する情報を得た点で意義深い。実用化に向けた社会貢献への一歩であり、その他の組織学的パラメータの最適化を今後の課題とする。
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