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水素・酸素を利用した純チタン焼結材の高強靭化ダイナミクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 25249102
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関大阪大学

研究代表者

近藤 勝義  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (50345138)

研究分担者 梅田 純子  大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (50345162)
砂田 聡  富山大学, 工学部, 教授 (00206575)
笹瀬 雅人  若狭湾エネルギー研究センター, 研究員 (60359239)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円)
2015年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2014年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2013年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
キーワード粉末冶金 / 純チタン / 相変態 / 残留水素 / 加工熱処理 / 集合組識 / 変形双晶 / ヤング率 / 集合組織
研究成果の概要

チタン合金における水素含有量の増加に伴い,引張強さや破断伸びの顕著な低下が報告されいるが,本研究では0.2~0.3wt%の微量水素がα-Ti焼結材の相変態挙動と集合組織形成機構に及ぼす影響を解明し,剛性および耐力の向上機構を明らかにすると共に,硬質な水素化化合物が微細分散することで変形双晶の進展を抑制して一様な変形を伴い,破断伸びが向上するといった新規な現象を発見した.さらに酸素固溶によるc軸方向での格子定数の拡張に伴う主すべり系の変化に起因するTi材の延性低下現象を確認した.これらの結果を通じて,酸素原子と従前より負の材料因子とされた水素を活用したチタン材の高強度・高延性化機構を解明した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (5件) (うち外国 2件)

  • [国際共同研究] ロイヤルメルボルン工科大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] 西安理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Strengthening behavior of in situ-synthesized (TiC-TiB)/Ti composites by powder metallurgy and hot extrusion2016

    • 著者名/発表者名
      Shufeng LI, KatsuyoshiKondoh, HisashiImai, BiaoChen, LeiJia, JunkoUmeda
    • 雑誌名

      Materials and Design

      巻: 95 ページ: 127-132

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2016.01.092

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Titanium Powders via Gas-Solid Direct Reaction Process and Mechanical Properties of Their Extruded Materials2015

    • 著者名/発表者名
      Takanori Mimoto, Junko Umeda, Katsuyoshi Kondoh
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 8 ページ: 1153-1158

    • DOI

      10.2320/matertrans.L-M2015816

    • NAID

      130005088955

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental and Theoretical Analysis of Nitrogen Solid-Solution Strengthening of PM Titanium2014

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kondoh, Bin Sun, Shufeng Li, Hisashi Imai, Junko Umeda
    • 雑誌名

      International Journal of Powder Metallurgy

      巻: 50 ページ: 35-40

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] State-of-the-Art in Powder Metallurgy Materials with Atomic/Nano scale Microstructures2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kondoh
    • 学会等名
      Global Advanced Materials and Surfaces 2016
    • 発表場所
      ドバイ
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Processing of High-strength & High-ductility PM Pure Titanium with Light Elements2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kondoh
    • 学会等名
      3rd International Conference on Powder Metallurgy in Asia
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strengthening Behavior and Mechanisms of Extruded Powder Metallurgy Pure Ti Materials Reinforced with Ubiquitous Light Elements2015

    • 著者名/発表者名
      Takanori Mimoto, Junko Umeda, Katsuyoshi Kondoh
    • 学会等名
      TMS2015
    • 発表場所
      オーランド(アメリカ)
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Microstructures and Mechanical Properties of Extruded Powder Metallurgy Pure Ti Materials by Gas-Solid Reaction Process2014

    • 著者名/発表者名
      Takanori Mimoto, Junko Umeda, Katsuyoshi Kondoh
    • 学会等名
      MS&T2014
    • 発表場所
      ピッツバーグ(アメリカ)
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ユビキタス軽元素を利用した純チタン焼結材料の高次機能化2014

    • 著者名/発表者名
      近藤 勝義
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 第52回 材質制御研究会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取県鳥取市)
    • 年月日
      2014-10-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 固気直接反応法による高濃度窒素固溶チタン粉末押出材の創製2014

    • 著者名/発表者名
      三本嵩哲,梅田純子,近藤勝義
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期(第155回)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pure Titanium with High Strength and Excellent Ductility by Solid Solute Oxygen Strengthening via Powder Metallurgy Route2013

    • 著者名/発表者名
      Katsuyoshi Kondoh
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2013(MS&T2013)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 酸素固溶チタン焼結体およびその製造方法2015

    • 発明者名
      近藤 勝義
    • 権利者名
      近藤 勝義
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-215846
    • 出願年月日
      2015-11-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] チタン粉末材料、チタン素材及び酸素固溶チタン粉末材料の製造方法2014

    • 発明者名
      近藤 勝義
    • 権利者名
      近藤 勝義
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-12-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 窒素固溶チタン粉末材料、チタン素材及び窒素固溶チタン粉末材料の製造方法2014

    • 発明者名
      近藤 勝義
    • 権利者名
      近藤 勝義
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-12-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] チタン粉末材料、チタン素材及び酸素固溶チタン粉末材料の製造方法2014

    • 発明者名
      近藤勝義
    • 権利者名
      近藤勝義
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-003392
    • 出願年月日
      2014-01-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 窒素固溶チタン粉末材料、チタン素材及び窒素固溶チタン粉末材料の製造方法2014

    • 発明者名
      近藤勝義
    • 権利者名
      近藤勝義
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-011362
    • 出願年月日
      2014-01-24
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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