| 研究課題/領域番号 |
21H01663
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
吉年 規治 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60586494)
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| 研究分担者 |
櫻井 郁也 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 特任准教授 (10397482)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | ガスアトマイズ粉末 / 気孔 / 放射光X線 / コンピュータ断層撮影 / 水素 / gas-atomized powder / porosity / synchrotron X-ray / computed tomography / hydrogen / Gas-atomized powder |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，ガスアトマイズ粉末に含まれる気孔を低減させることを目的として，放射光X 線CTを用いた高分解能透過観察を行い，画像解析により各種合金粉末の気孔プロファイルを取得し，その形成メカニズムを明らかにするものである．また，プロセス条件により，液滴内部に形成する気泡の抑制が可能であるか，さらに凝固完了までの短時間において，液滴外部への排出を促進させることが可能であるかについても実験的に確認する．これらの一連の実験により，高品質アトマイズ粉末を得るための材料プロセス工学としての学術的基盤を構築する．
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| 研究成果の概要 |
ガスアトマイズ粉末内の気孔形成カニズムの解明とそれらの低減化技術の開発に焦点を当てて研究を行った．本研究で最適化した条件下で放射光X線CT観察を行うことにより，種々のガスアトマイズ金属粉末粒子内の数マイクロオーダーの気孔についても明瞭に観察することに成功した．また，新たに構築した画像解析システムにより合金ごとの気孔形態プロファイルを作成し，各種合金粉末内に含まれる気孔形態を明らかにした．これらのデータから内部に気孔が形成される要因についての検討を行った．さらに，水素混合ガスをアトマイズ噴霧ガスとして用いることにより，複数の合金系粉末で内部気孔量を大幅に低減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 |
工業的に広く利用されるガスアトマイズ粉末には内部に気孔を含むことが知られており，一部の用途で使用する際に製品の性能低下を引き起すことが指摘されている．本研究事業では，ガスアトマイズプロセス中の気孔形成メカニズムを明らかにするために，複数の合金系を対象として放射光X線CT法を用いた詳細な気孔観察を行った．得られたデータを分析することにより複数の気孔形成要因について検討を行った．また，還元性ガスを用いて粉末作製を行うことで気孔量を低減できる可能性について提案し実験的に明らかにした．
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