低環境負荷・低コスト化を目指したポーラスアルミニウム創製とその耐圧縮能センシング

• 研究課題/領域番号: 22560705
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 宇都宮 登雄 芝浦工業大学, SIT総合研究所, 教授 (60176708)
• 研究分担者: 半谷 禎彦 群馬大学, 工学研究科, 准教授 (80361385) ; 齋藤 敦史 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (30280994) ; 高戸谷 健 宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 主幹研究員 (40344254)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 構造・機能材料 / 環境材料

研究概要

摩擦攪拌(FSP)技術を利用し,50～85%程度までの広範囲の気孔率を有した高品質なポーラスアルミニウムの作製が可能となった.また,ポーラスアルミニウム内の最大気孔率断面の平均圧縮応力によりプラトー応力の推定が可能となった.さらに,ポーラスアルミニウムの圧潰試験に適用可能な,複数の測定面を持つ薄膜センサを作製した.センサ計測に利用可能な発振回路による測定システムを構築し,内部抵抗の補正計測を行うことにより,計測精度および出力安定性の向上を図ることができた.

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication and Tensile Tests of Aluminum Foam Sandwich with Dense Steel Face Sheets by Friction Stir Processing Route (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hangai, N. Ishii, S. Koyama, T. Utsunomiya,O. Kuwazuru and N. Yoshikawa
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 53 ページ: 584-587
  • NAID: 10030550406
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気孔率および気孔形態を傾斜的に変化させたADC12ポーラスアルミニウムの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 高橋和也, 加藤弘規, 半谷禎彦, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 雑誌名: 軽金属 巻: 62 ページ: 278-284
  • NAID: 10031128050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Porosity and Pore Structure on Compression Properties of Blowing-Agent-Free Aluminum Foams Fabricated from Aluminum Alloy Die Castings (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hangai, H. Kato, T. Utsunomiya, S. Kitahara,O. Kuwazuru and N. Yoshikawa
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 53 ページ: 1515-1520
  • NAID: 40019361383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication and Tensile Tests of Aluminum Foam Sandwich with Dense Steel Face Sheets by Friction Stir Processing Route (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hangai, N. Ishii, S. Koyama, T. Utsunomiya, O. Kuwazuru and N. Yoshikawa
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: Vol. 53 ページ: 584-587
  • NAID: 10030550406
  • 査読あり
• [雑誌論文] 気孔率および気孔形態を傾斜的に変化させたADC12ポーラスアルミニウムの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄，高橋和也，加藤弘規，半谷禎彦，北原総一郎，桑水流理，吉川暢宏
  • 雑誌名: 軽金属 巻: 62巻 ページ: 278-284
  • NAID: 10031128050
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Porosity and Pore Structure on Compression Properties of Blowing-Agent-Free Aluminum Foams Fabricated from Aluminum Alloy Die Castings (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hangai, H. Kato, T. Utsunomiya, S. Kitahara, O. Kuwazuru and N. Yoshikawa
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: Vol. 53 ページ: 1515-1520
  • NAID: 40019361383
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Amounts of Blowing Agent and Contained Gases on Porosity and Pore Structure of Porous Aluminum Fabricated from Aluminum Alloy Die Casting by Friction Stir Processing Route (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Utsunomiya, K. Takahashi, Y. Hangai and S. Kitahara
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 52 ページ: 1263-1268
  • NAID: 10028252947
  • 査読あり
• [雑誌論文] 摩擦攪拌法によるポーラスアルミニウム/緻密鋼板サンドイッチパネルの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 石井伸幸, 半谷禎彦, 小山真司, 長谷川誠, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 巻: 77 ページ: 1013-1016
  • NAID: 130001049760
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金型利用によるポーラスアルミニウム部材の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 塚田敦海, 半谷禎彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 巻: 77 ページ: 1017-1020
  • NAID: 130001049761
  • 査読あり
• [雑誌論文] X線CT非破壊観察によるポーラスアルミニウムの圧縮過程における気孔圧潰挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 半谷禎彦, 山口亮, 高橋俊也, 宇都宮登雄, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 巻: 77 ページ: 1025-1027
  • NAID: 130001049763
  • 査読あり
• [雑誌論文] ADC12ポーラスアルミニウムの気孔分布に対するフラクタル次元による定量的評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 半谷禎彦, 高橋和也, 加藤弘規, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 75 ページ: 465-467
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Amounts of Blowing Agent and Contained Gases on Porosity and Pore Structure of Porous Aluminum Fabricated from Aluminum Alloy Die Casting by Friction Stir Processing Route (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Utsunomiya, K.Takahashi, Y.Hangai, S.Kitahara
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: Vol.52 ページ: 1263-1268
  • NAID: 10028252947
  • 査読あり
• [雑誌論文] 摩擦攪拌法で作製したADC12ポーラスアルミニウムの気孔形態と圧縮特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 高橋和也, 半谷禎彦, 河野成博, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 雑誌名: 軽金属 巻: 60 ページ: 590-595
  • NAID: 130004774930
  • 査読あり
• [学会発表] 光ファイバセンサが埋め込まれたスマートボルトの強度低下に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笠原利行, 高戸谷健, 宇都宮登雄
  • 学会等名: 第26回信頼性シンポジウム
  • 発表場所: サンポートホール高松
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] 損傷検出に使用可能な発振回路を用いたひずみ計測センサー (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 神田淳, 齋藤敦史
  • 学会等名: 第26回信頼性シンポジウム
  • 発表場所: サンポートホール高松
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] A1050-ADC12傾斜機能ポーラスアルミニウムの衝撃試験による破壊挙動の観察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 久保田直之, 半谷禎彦, 齋藤公佑, 宇都宮登雄, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本機械学会 機械材料・材料加工技術講演会(M&P2012)
  • 発表場所: 大阪工業大学
  • 年月日: 2012-12-01
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いたADC12ポーラスAコアサンドイッチパネルの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石井伸幸, 半谷禎彦, 小山真司, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第161回全国講演大会
  • 発表場所: 岩手県民情報交流センター「アイーナ」
  • 年月日: 2012-10-13
• [学会発表] 汎用ひずみゲージを適用した発振回路ひずみセンサーの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神田淳, 齋藤敦史, 宇都宮登雄
  • 学会等名: 第54回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: 熊本市国際交流会館
  • 年月日: 2012-08-03
• [学会発表] ADC12機能性ポーラスアルミニウムの気孔形態と圧縮特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 高橋和也, 半谷禎彦, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会第122回春期大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2012-05-19
• [学会発表] 気孔率・気孔径により機能化したADC12ポーラスアルミニウムの創製と圧縮基本特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 高橋和也, 加藤弘規, 半谷禎彦, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第159回全国講演大会
  • 発表場所: 島根県立産業交流会館(くにびきメッセ)
  • 年月日: 2011-10-16
• [学会発表] 気孔率・気孔径により機能化したADC12ポーラスアルミニウムの創製と圧縮基本特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 高橋和也, 加藤弘規, 半谷禎彦, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第159回全国講演大会
  • 発表場所: 島根県立産業交流会館(くにびきメッセ)
  • 年月日: 2011-10-16
• [学会発表] 発振回路法を用いたひずみの測定と出力特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神田淳, 齋藤敦史, 宇都宮登雄
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会 第53回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: ジョイナス(秋田県民会館付属施設)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] 発振回路法を用いたひずみの測定と出力特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 神田淳, 齋藤敦史, 宇都宮登雄
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会第53回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: ジョイナス(秋田県民会館付属施設)
  • 年月日: 2011-07-28
• [学会発表] ADC12ダイカストの内部ガスを利用したポーラスAlの圧縮挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘規, 半谷禎彦, 高橋俊也, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第158回全国講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた気孔制御による傾斜機能ポーラスアルミニウムの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋和也, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第158回全国講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] ADC12ダイカストの内部ガスを利用したポーラスAlの圧縮挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘規, 半谷禎彦, 高橋俊也, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第158回全国講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた気孔制御による傾斜機能ポーラスアルミニウムの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋和也, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会第158回全国講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-05-28
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた高機能ポーラスアルミニウム創製の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋和也, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会 第120回春期大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] 摩擦攪拌接合を用いたADC12/A1050ポーラスアルミニウムの発泡条件 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 大関雄一郎, 半谷禎彦, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会 第120回春期大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた発泡剤不使用ポーラスAlの作製とその圧縮特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘規, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏, 高橋俊也
  • 学会等名: 軽金属学会 第120回春期大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた高機能ポーラスアルミニウム創製の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋和也, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会第120回春期大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] 摩擦攪拌接合を用いたADC12/A1050ポーラスアルミニウムの発泡条件 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 大関雄一郎, 半谷禎彦, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会第120回春期大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた発泡剤不使用ポーラスAlの作製とその圧縮特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘規, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏, 高橋俊也
  • 学会等名: 軽金属学会第120回春期大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] ADC12ダイカスト材利用によるポーラスアルミニウムの作製とその圧縮特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 半谷禎彦, 高橋和也, 加藤弘規, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本金属学会 2011年春期(第148回)大会
  • 発表場所: 東京都市大学(地震により学会中止, 講演論文集発行)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] X線CT非破壊観察による圧縮過程でのポーラスアルミニウム気孔圧潰挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口亮, 半谷禎彦, 高橋俊也, 宇都宮登雄, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本金属学会 2011年春期(第148回)大会
  • 発表場所: 東京都市大学(地震により学会中止, 講演論文集発行)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] 摩擦攪拌法によるポーラスAl/緻密鋼板サンドイッチパネルの作製およびその界面強度 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井伸幸, 半谷禎彦, 小山真司, 宇都宮登雄, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本金属学会 2011年春期(第148回)大会
  • 発表場所: 東京都市大学(地震により学会中止, 講演論文集発行)
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] ポーラスアルミニウムの圧縮に伴う気孔変化のX線CT観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口亮, 高橋俊也, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部 第17期総会講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(地震により学会中止, 講演論文集発行)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 摩擦攪拌法で作製したポーラスアルミニウム/緻密鋼板サンドイッチパネルの引張り挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石井伸幸, 半谷禎彦, 小山真司, 桑水流理, 長谷川誠, 宇都宮登雄, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部 第17期総会講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(地震により学会中止, 講演論文集発行)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] ADC12ポーラスアルミニウムの発泡剤添加による気孔率・気孔形態の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄, 高橋和也, 半谷禎彦, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本機械学会関東支部 第17期総会講演会
  • 発表場所: 慶應義塾大学(地震により学会中止, 講演論文集発行)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 金型利用による複雑形状ポーラスアルミニウムの作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚田敦海, 半谷禎彦, 宇都宮登雄
  • 学会等名: 日本機械学会 第18回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] 摩擦攪拌法によるポーラスアルミニウム/緻密鋼板サンドイッチパネルの作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石井伸幸, 半谷禎彦, 小山真司, 長谷川誠, 宇都宮登雄
  • 学会等名: 日本機械学会 第18回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-11-27
• [学会発表] ADC12ポーラスアルミニウムの内部気孔形態に及ぼす発泡剤添加量の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋和也, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第157回全国講演大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-10-03
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いた発泡剤不使用ポーラスAlにおける圧縮特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤弘規, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 北原総一郎, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第157回全国講演大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-10-03
• [学会発表] 鋳造法で作製したポーラスアルミニウムの圧縮に伴う気孔形態変化の追跡 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊也, 山口亮, 半谷禎彦, 宇都宮登雄, 桑水流理, 吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第157回全国講演大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-10-03
• [学会発表] ADC12機能性ポーラスアルミニウムの気孔形態と圧縮特性
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄，高橋和也，半谷禎彦，桑水流理，吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会 第122回春期大会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] 汎用ひずみゲージを適用した発振回路ひずみセンサーの開発
  • 著者名/発表者名: 神田淳，齋藤敦史，宇都宮登雄
  • 学会等名: 第54回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: 熊本市国際交流会館
• [学会発表] ADC12ダイカストを用いたADC12ポーラスAコアサンドイッチパネルの作製
  • 著者名/発表者名: 石井伸幸，半谷禎彦，小山真司，宇都宮登雄，北原総一郎，桑水流理，吉川暢宏
  • 学会等名: 日本鋳造工学会 第161回全国講演大会
  • 発表場所: 岩手県民情報交流センター「アイーナ」
• [学会発表] ねじ締結構造の詳細解析によるゆるみと損傷発生に関する考察
  • 著者名/発表者名: 高戸谷健，笠原利行，宇都宮登雄
  • 学会等名: 第50回飛行機シンポジウム
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
• [学会発表] A1050-ADC12傾斜機能ポーラスアルミニウムの衝撃試験による破壊挙動の観察
  • 著者名/発表者名: 久保田直之，半谷禎彦，齋藤公佑，宇都宮登雄，桑水流理，吉川暢宏
  • 学会等名: 日本機械学会 機械材料・材料加工技術講演会（M&P2012）
  • 発表場所: 大阪工業大学
• [学会発表] 光ファイバセンサが埋め込まれたスマートボルトの強度低下に関する検討
  • 著者名/発表者名: 笠原利行，高戸谷健，宇都宮登雄
  • 学会等名: 第26回信頼性シンポジウム
  • 発表場所: サンポートホール高松
• [学会発表] 損傷検出に使用可能な発振回路を用いたひずみ計測センサー
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄，神田淳，齋藤敦史
  • 学会等名: 第26回信頼性シンポジウム
  • 発表場所: サンポートホール高松
• [学会発表] 最大気孔率断面での平均応力に基づくプラトー応力の推定
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄，山口亮，半谷禎彦，桑水流理，吉川暢宏
  • 学会等名: 軽金属学会 第124回春期大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 気孔形態の組合せによるADC12機能性ポーラスアルミニウムの圧縮特性
  • 著者名/発表者名: 宇都宮登雄，鎌田裕仁，半谷禎彦，桑水流理，北原総一郎，吉川暢宏
  • 学会等名: 鋳造工学会 第162回全国講演大会
  • 発表場所: 山梨大学
• [図書] マクロおよびナノポーラス金属の開発最前線(第1章4摩擦攪拌による発泡金属作製を担当) (2011)
  • 著者名/発表者名: 中島英雄監修;著者40名共著
  • 総ページ数: 281
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 計測装置及び計測方法 (2011)
  • 発明者名: 神田淳,佐藤裕,宇都宮登雄,齋藤敦史
  • 権利者名: 宇宙航空研究開発機構,芝浦工業大学
  • 産業財産権番号: 2011-162190
  • 出願年月日: 2011-07-25
• [産業財産権] 計測装置及び計測方法 (2011)
  • 発明者名: 神田淳, 佐藤裕, 宇都宮登雄, 齋藤敦史
  • 権利者名: (独)宇宙航空研究開発機構,芝浦工業大学
  • 産業財産権番号: 2011-162190
  • 出願年月日: 2011-07-25