| 研究課題/領域番号 |
21K03814
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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18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
渡邊 誠 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 副センター長 (00391219)
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| 研究分担者 |
草野 正大 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, 主任研究員 (60822583)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | レーザ粉末床溶融結合法 / Ti-Nb / 三次元積層造形 / 形状記憶特性 / 超弾性 / Ti-Nb合金 / 形状記憶合金 / 選択的レーザ溶融法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レーザ積層造形プロセスによるTi-Nb系形状記憶合金部材の作成を試み、プロセス条件と造形組織、形状記憶効果との相関について明らかにする。特に造形時の急熱急冷組織と特性、熱処理後の組織と特性の相関について調査を進める。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、レーザ積層造形プロセスを用いてTi-42wt.%Nb合金を作製し、その材料組織や超弾性特性に及ぼす、造形条件や容体化処理の影響について調査した。レーザエネルギー密度の増加に伴い、析出物量が増加すること、また、析出物はα相とα''相で構成されており、容体化処理によっても析出量が増加することが明らかとなった。また、超弾性回復ひずみは最大で約0.32%と鋳造材と比較して小さいものの、超弾性挙動を示した。析出物の少ないレーザ条件が最も高い回復ひずみを示したことから、析出物の影響が考えられた。今後、結晶配向を制御することで、超弾性特性を向上できることが期待された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザ積層造形（LPBF）プロセスの形状記憶合金への適用研究は、Ni-Tiに限られた状態となっているが、Ni-Tiは金属アレルギーの原因となるNiを含有することから、本研究ではNiを含まないTi-Nb系に着目し、その造形プロセスの最適化や超弾性特性について評価を行った。これまでに十分に調査されていない材料系に対して調査することで、新しい多くの知見を得ることができ、またLPBFならではの課題が明らかになった。LPBF法の利点を生かしつつ、安全かつ高性能な新しい形状記憶部材の開発につながるとともに、今後解明すべき学術的課題を明らかにすることが出来た。
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