画像処理による金属および金属基複合材料の組織定量化法の開発

• 研究課題/領域番号: 26420706
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 杉尾 健次郎 広島大学, 工学研究院, 准教授 (90294545)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 空間分布 / 粒子分散型複合材料 / 画像処理 / 有効熱伝導率 / 鋳造組織 / 機械学習 / 電気伝導率 / 粒子分散複合材料 / 輪郭抽出

研究成果の概要

金属および金属基複合材料中の第2相の組織形態はその材料の機械的性質に大きな影響を与える。その組織形態を定量的に評価するための手法として3次元・2次元局所粒数（LN3D・LN2D）および画像の平均自由行程（IMFP）の提案行い，さらに，それらを自動的に測定するためのソフトウェア群（機械学習を含む）の開発を行った。また，その測定値の統計的意味をコンピューター・シミュレーションにより明らかにし，さらに，材料の機械的性質とその測定値の関係について調査を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Manufacturing of Carbon Nanotube Preform with High Porosity and Its Application in Metal Matrix Composites (2017)
  • 著者名/発表者名: Yongbum Choi, Zhefeng Zu, Kazuhiro Matsugi, Kenjiro Sugio and Gen Sasaki
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 58 号: 5 ページ: 834-837
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2017018
  • NAID: 130005611921
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation of the electrical conductivity of TiB₂/Al composites by using image analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro SUGIO, Nariaki KAWANO, Takaaki HIROSE, Yong-Bum CHOI and Gen SASAKI
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 3 号: 2 ページ: 15-00577-15-00577
  • DOI: 10.1299/mej.15-00577
  • NAID: 130005145838
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of the Interfacial Thermal Resistance on the Effective Thermal Conductivity of Aluminum Matrix Composites (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Sugio, Yong-Bum Choi, Gen Sasaki
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 57 号: 5 ページ: 582-589
  • DOI: 10.2320/matertrans.MC201505
  • NAID: 130005146680
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Image processing characterization of microstructures of Al-Si casting alloy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Sugio, Shota Furukawa, Taruho Kengai, Junji Tabata, Gen Sasaki
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 783-786 ページ: 240-245
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of dispersibility of TiB2 particels on electrical conductivity in TiB2/Al composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Gen Sasaki, Kota Ishikawa, Yonbum Choi, Kenjiro Sugio, Kazuhiro Matsugi
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 783-786 ページ: 1573-1578
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.783-786.1573
  • 査読あり
• [学会発表] Al-SiC粒子分散複合材料の粒子サイズと有効熱伝導率の関係 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，河野圭将，崔龍範，佐々木元
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] 機械学習による画像認識を用いた粒子分散型複合材料の粒子空間分布評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，大谷洋介，崔龍範，佐々木元
  • 学会等名: 日本機械学会（M&P2016）
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] 組織画像を用いたAl-SiC粒子分散型複合材料の有効熱伝導率の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，崔龍範，佐々木元
  • 学会等名: 軽金属学会
  • 発表場所: 茨城大学水戸キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] Estimation of Effective Thermal Conductivity of SiC/Al Composites by Using Image Analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Sugio, Yong-Bum Choi and Gen Sasaki
  • 学会等名: ACCM10
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2016-10-16
  • 国際学会
• [学会発表] 画像解析によるAl-SiC粒子分散型複合材料の有効熱伝導率の算出 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，崔龍範，佐々木元
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
  • 年月日: 2016-09-21
• [学会発表] Evaluation of Spatial Distribution of Second Phase in Composites with Machine Learning Technique (2016)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Sugio, Yousuke Ohtani, Yong-bun Choi and Gen Sasaki
  • 学会等名: PRICM9
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Al/SiC粒子分散型複合材料の粒子サイズと有効熱伝導率の関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，山田理欧，崔龍範，佐々木元
  • 学会等名: 日本金属学会 2016年（第158回）春期講演大会
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] Development of a Software to Evaluate Spatial Distribution of Second Phase (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Sugio, Yougbun Choi, Gen Sasaki
  • 学会等名: The 10th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials
  • 発表場所: Jeonju, Korea
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] 粒子分散型複合材料の粒子空間分布評価ソフトウェアの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，佐々木元
  • 学会等名: 日本金属学会 2015年（第157回）秋期講演大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] ESTIMATION OF ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF TiB2/Al COMPOSITES WITH IMAGE ANALYSIS (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro SUGIO, Nariaki KAWANO, Takaaki HIROSE, Yong-Bum CHOI and Gen SASAKI
  • 学会等名: 4th Asian Symposium on Materials Processing (ASMP2015)
  • 発表場所: Lombok, Indonesia
  • 年月日: 2015-08-10
  • 国際学会
• [学会発表] EFFECTIVE THERMAL CONDUCTIVITY OF ALUMINUM MATRIX COMPOSITES WITH CONSIDERING INTERFACIAL THERMAL RESISTANCE (2015)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Sugio, Rio Yamada and Gen Sasaki
  • 学会等名: 20th International Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会
• [学会発表] 画像処理による粒子分散複合材料の電気伝導率の算出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉尾健次郎，河野成朗，佐々木元
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 東京大学駒場 I キャンパス
  • 年月日: 2015-03-20