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金属材料の粒界連結性のフラクタル解析による定量化と粒界劣化現象の制御

研究課題

研究課題/領域番号 26420709
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
研究機関足利工業大学

研究代表者

小林 重昭  足利工業大学, 工学部, 准教授 (00323931)

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 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード粒界工学 / 腐食 / 破壊 / 粒界連結性 / 粒界性格 / 粒界腐食 / フラクタル / ステンレス鋼 / アルミニウム合金 / ニッケル基合金 / 粒界応力腐食割れ
研究成果の概要

多結晶金属材料における粒界劣化現象抑制のためのフラクタル解析に基づく新しい粒界設計・制御手法を検討した。結晶構造と積層欠陥エネルギーの違いにより異なる粒界微細組織の発達過程を示す5種類の実用金属材料に対し、粒界劣化現象の優先経路となるランダム粒界の連結性をフラクタルにより定量化できることを明らかにした。ランダム粒界連結性のフラクタル次元が低くなるように粒界制御することにより、バルク材料の耐粒界腐食性が向上することを明らかにした。従来の粒界工学の研究において主要な微細組織因子として用いられてきた粒界性格分布の制御のみの場合に比べ、より精密な材料特性の予測と向上が可能となることを示した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] SUS430フェライト系ステンレス鋼の粒界疲労き裂形成に及ぼす粒界性格の影響2017

    • 著者名/発表者名
      楊 蔚涛,小林 重昭,斎藤 栄
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 83 号: 847 ページ: 16-00460-16-00460

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00460

    • NAID

      130006320999

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A new approach to grain boundary engineering for nanocrystalline materials2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, S. Tsurekawa, T. Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of Nanotechnology

      巻: 7 ページ: 1829-1849

    • DOI

      10.3762/bjnano.7.176

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Control of grain boundary connectivity based on fractal analysis for improvement of intergranular corrosion resistance in SUS316L austenitic stainless steel2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Kobayashi, Ryosuke Kobayashi, Tadao Watanabe
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 102 ページ: 397-405

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2015.08.075

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] SUS304ステンレス鋼の粒界劣化現象に及ぼす粒界連結性の影響2016

    • 著者名/発表者名
      小林重昭,小林良輔
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-10-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 粒界微細組織のフラクタル解析に基づく粒界制御による金薄膜の電気抵抗制御2016

    • 著者名/発表者名
      石橋一真,小林重昭
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 多結晶ニッケルにおけるランダム粒界の幾何学的分布のフラクタル解析とそれに基づく粒界工学による偏析脆性破壊の抑制2016

    • 著者名/発表者名
      小林重昭,丸山辰也
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of grain boundary microstructure on electrical conductivity in gold thin films produced by sputtering and subsequent annealing2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Kobayashi, Yoshihito Sugiyama, Kazuma Ishibashi
    • 学会等名
      THERMEC 2016
    • 発表場所
      Graz, Austria
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 粒界連結性を考慮した粒界工学に基づく低積層欠陥エネルギー材料の粒界劣化現象の制御2016

    • 著者名/発表者名
      小林 重昭、小林 良輔、橋本 龍一
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多結晶金属材料のフラクタルを用いた粒界連結性の定量化と脆性破壊制御2015

    • 著者名/発表者名
      小林 重昭、小林 良輔、橋本 龍一
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] SUS430ステンレス鋼の高サイクル疲労における微視き裂形成に及ぼす結晶粒界の影響2015

    • 著者名/発表者名
      Yang Weitao、小林 重昭、齋藤 栄
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] オーステナイト系ステンレス鋼の粒界連結性のフラクタルに基づく評価方法の確立2015

    • 著者名/発表者名
      小林 良輔、小林 重昭
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] インコネル600の長寿命化のためのフラクタルに基づく粒界制御プロセスの検討2015

    • 著者名/発表者名
      橋本 龍一、小林 重昭
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] SUS430 ステンレス鋼の疲労破壊に及ぼす粒界微細組織の影響2015

    • 著者名/発表者名
      Yang Weitao、小林 重昭、齋藤 栄
    • 学会等名
      日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒界連結性のフラクタル解析に基づくSUS316Lステンレス鋼の粒界腐食制御2015

    • 著者名/発表者名
      小林良輔、小林重昭
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] インコネル600における粒界劣化現象抑制のためのフラクタル解析に基づく粒界工学2015

    • 著者名/発表者名
      橋本龍一、林翔太、小林重昭
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] SUS316Lステンレス鋼の粒界連結性の制御による粒界腐食の抑制2014

    • 著者名/発表者名
      小林良輔、小林重昭
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] インコネル600のフラクタル解析に基づく粒界連結性の評価と粒界腐食の制御2014

    • 著者名/発表者名
      橋本龍一、小林重昭
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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