| 研究課題/領域番号 |
20K15036
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
周 偉偉 東北大学, 工学研究科, 助教 (10800352)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | Laser powder bed fusion / Mo-based composites / Coatings / Oxidation resistance / Hetero-agglomeration / Microstructure / レーザ３次元粉末積層造形法 / Mo基複合材料 / コーティング / ヘテロ凝集法 / 耐酸化性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Mo基合金は耐酸化性に乏しく、長年にわたって実用上の課題となっている。本研究では、レーザ３次元粉末積層造形法（L-PBF）によってMo基複合材料を作製することにより機械的性質の向上を図ると同時に、複合材料表面にセラミックス保護層を導入することを検討する。ナノセラミックス/金属混合粉末を用いたL-PBF処理において、溶融池内のフィラー粒子の移動と平衡は、粒子に作用する浮力と溶融池内に作用するマランゴニ力によって決定されるため、L-PBFプロセスのパラメータを適切に制御することによりフィラー粒子が表面に蓄積し部材表面にセラミックス保護層が導入できる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、カーボンナノチューブ（CNT）を使用して、ヘテロ凝集させナノセラミックス/金属粉末を製造する新しい手法を開発した。適切なレーザ３次元粉末積層造形法（L-PBF）パラメータを採用することにより、Mo基合金の表面は緻密なセラミックス層でコーティングされ、高温での耐酸化性を効果的に高めた。更に、TiCおよびAl2O3ナノ粒子は均一に分散され、マトリックスと緊密に接触しているため、ビッカース硬度が向上した。本研究は、超高温アプリケーションで高性能Moベースの材料を設計および製造するためのギルドを提供した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
The applicant proposes a facile and effective coating approach via L-PBF. The protective layer works against the harsh oxidation environment, contributing to the applications of Mo-based alloys.
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