| 研究課題/領域番号 |
21J10252
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分26060:金属生産および資源生産関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
飯塚 昭博 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | チタン / 脱酸 / 粉末冶金 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
既存のTiの粉末冶金においては、Tiの酸素との親和性が高いために、焼結工程においてTi中の酸素濃度が増加し、製品の機械的性質（延性等）が悪化する課題がある。本研究では、金属Tiの不純物酸素の除去技術を粉末焼結に応用し、焼結と同時にTi中の酸素濃度を低減する新規焼結プロセスを開発する。希土類金属とTiのグリーン (Ti粉末からなる中間成形体)を溶融塩中に設置し、希土類金属のTiに対する高い脱酸能力を利用して、過去に例がないほど低酸素濃度 (～100 mass ppm O) のTi焼結体を製造可能な新プロセスを実証する。
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| 研究実績の概要 |
チタン (Ti) の粉末冶金において、焼結工程でTi中の酸素濃度が必ず上昇することが問題になっている。Ti材料中の酸素濃度増加に伴って、固溶強化の効果で強度は増加するが、延性は低下するため、工業的には質量分率が2000 ppm O程度の低酸素濃度のTi材料が広く用いられている。したがって、既存のTiの粉末冶金技術では、低酸素濃度のTi製品製造のために、出発原料として低酸素濃度の高価なTi粉末が不可欠であり、Ti製品の製造コストを増加させる要因となっている。このような背景から、本研究では、安価で高酸素濃度のTi粉末を出発原料として、2000 ppm O以下の低酸素濃度のTi焼結体を製造する新技術の開発を目指している。
本研究では、焼結プロセスのための溶融塩中における金属フィルターを用いる新しいTiの脱酸法を開発した。この新しい手法を用いることで、Yの汚染を低減しながら (< 120 ppm Y)、低酸素濃度 (< 250 ppm O) のTi焼結体を製造できることを実験的に明らかにした。本プロセスにより、高酸素濃度で安価なTi粉末を用いて低酸素濃度のTi焼結体を製造可能になると期待できる。
以上のように本研究で開発した手法を用いることで、原理的には所望の酸素濃度や力学特性を実現可能である。本研究で開発した新技術が実用化されることで、高酸素濃度の安価なTi 粉末を用いて脱酸・焼結を行い、延性・靭性に優れた高品質で低酸素濃度のTi 製品を効率良く大量に製造可能となる。その結果、今後材料の軽量化・高性能化がより望まれていく航空機産業・自動車産業・ロボット産業・海洋産業・医療産業等におけるTi 製品の普及拡大が期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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