| 研究課題/領域番号 |
21K14425
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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26040:構造材料および機能材料関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
成田 麻未 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40886727)
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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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
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| キーワード | 爆発圧着法 / マグネシウム合金 / アルミニウム合金 / 異種金属接合 / 爆発圧着 / 接合界面 / 中間層 / 接合強度 / 異材接合 / 接合界面組織 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、難溶接材であるマグネシウム合金とアルミニウム合金の接合に爆発圧着法を適用し、合金組成が接合界面組織形成挙動ならびに接合材の諸特性に及ぼす影響について検討する。また、爆発圧着後の残留応力を低減しつつ、接合界面に形成する金属間化合物相が粗大化しない熱処理手法についても検討を行う。これにより、爆発圧着による接合機構及び接合材の諸特性を解明し、最適接合条件の探索、接合材の高強度・高靭性化の方法を検討する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では難溶接材であるマグネシウム合金とアルミニウム合金の接合に爆発圧着（爆着）法を適用し，その有効性について評価した。両合金の接合時に問題となる脆性的な金属間化合物は，界面に1μm以下とごく薄く形成し，その厚みはマグネシウム合金中のアルミニウム濃度によって変化した。また，爆着材に焼鈍処理を施すと，接合界面の中間層の厚みが大きくなり接合強度が低下した。焼鈍後に脆いβ-Al3Mg2相が接合界面に形成し接合強度を低下させることが分かった。接合界面における残留応力状態は，マグネシウム合金側で引張，アルミニウム合金側で圧縮状態であり，焼鈍時間の増加に伴い残留応力は低下した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，車体重量を抜本的に軽量化する新規材料として期待されるマグネシウム合金を，軽量材料として広く用いられるアルミニウム合金と組合せ，適材適所に取り入れることを目指すものである。両合金は難溶接材であり，これを克服するために爆発圧着（爆着）法を適用した。本研究成果において，接合界面における中間層の形成を抑えた高い接合強度を持つ接合体が得られた。従来の接合手法では接合界面に形成する中間層を1μm以下の厚みに制御することが困難であり，爆着法の有用性を明らかにできた。また，中間層の生成機構について明らかにした点も，学術的に意義の高い研究である。
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