| 研究課題/領域番号 |
20K05122
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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 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
川人 洋介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門, 上席研究員 (70379105)
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| 研究分担者 |
伊藤 元雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 調査役 (40606109)
嶋根 康弘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 准研究副主任 (40638251)
松井 洋平 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭技術開発プログラム), 特任技術副主任 (90756199)
鄭 美嘉 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 作物研究部門, 研究員 (00846438)
真砂 啓 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門, 技術副主幹 (70510551)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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 | レーザ / 溶接 / マントル物質 / セラミックス / X線その場観察 / 粒子法解析 / レーザ溶接 / レーザその場溶岩生成 / 溶岩 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マントルでは地球上のあらゆる物質が一体化しており、その一体化機構は溶接・接合工学では興味深いです。従来溶接不可能とされてきたセラミックスでも局所溶融によってレーザ溶接が汎用的に可能になります。セラミックスのレーザ溶接（特殊な材料・条件）は2019年にScience誌に掲載されるほど世界が注目する研究課題です。本研究では、マントル物質の一体化機構の解明とともに、局所溶融特性（飛散を含む）を明らかにし、相変態挙動も含めて飛散特性を制御することで、高出力レーザを用いた汎用的なセラミックス溶接を可能にします。
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| 研究成果の概要 |
これまで溶接不可能とされてきたセラミックスが超高速レーザ溶接（アブレーションではなく局所溶融）で可能になるとの研究報告がScience誌に掲載され、世界にインパクトを与えた。しかし、数億円級の高価なレーザを使用した特殊な条件であった。本研究では、地球内部のマントルではあらゆる物質が一体化しており、その原理を解明すれば、溶接不可能材料であるセラミックス同士でも溶接のような一体化が可能になることに注目した。具体的には、マントル物質のレーザ照射時における局所溶融現象の解明とともに、その溶融特性を明らかにし、溶融特性をレーザで制御して、高出力レーザを用いた汎用的なセラミックス溶接の可能性を探索する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の学術的独自性はマントル物質に注目していることである。マントルは、プレートテクトニクスで知られるように物質の地球規模大循環の一つを担っており、マントルには地球上のあらゆる物質が含まれる。言うなれば、あらゆる物質が地球内部のマントルでは一体化している。もしその原理を解明すれば、セラミックはもちろん地球上のあらゆる物質を一体化（接合）できる方法を発見する未知の可能性がある。このような考えは、溶接・接合の工学では世界発の考え方である。また、社会的意義として、あらゆる物質の接合の可能性を秘めている本研究は、溶接・接合の工学における創造的価値も期待できる。
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