| 研究領域 | 超温度場材料創成学：巨大ポテンシャル勾配による原子配列制御が拓くネオ３Ｄプリント |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
22H05280
|
|---|
| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅱ)
|
|---|
| 研究機関 | 金沢大学 |
|---|
研究代表者 |
國峯 崇裕 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90612705)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
|
|---|
| キーワード | WC-HEA超硬合金 / WC-Co超硬合金 / ハイエントロピー合金 / ハイエントロピーカーバイド / 急速溶融凝固プロセス / 指向性エネルギー堆積法 / レーザ加工 / 硬度 / Superthermal Field / Laser DED / WC-HEA Cemented Carbides / High Entropy Alloys / High Entropy Carbides / High Entropy Alloy / CrMnFeCoNi Alloy / 機械的性質 / 半導体レーザ / コーティング / 超温度場材料開発 / レーザ指向性エネルギー堆積法 / 超硬合金 / ハイエントロピーセラミックス |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
付加製造（Additive Manufacturing: AM）の一種であるレーザ指向性エネルギー堆積法（Laser Directed Energy Deposition: LDED）によって，タングステンカーバイド（WC）とコバルト（Co）ボンド相からなる，WC-Co超硬合金中のCoボンド相をハイエントロピー合金（High Entropy Alloy: HEA）に代替したWC-HEA超硬合金を超温度場条件で材料開発する．セラミックスと金属からなるWC-HEA超硬合金の新規材料開発を通じて有用な材料を探索しながら，超温度場材料創製学の研究領域に新しい知見を見出すことを目指す．
|
| 研究実績の概要 |
WC-Co超硬合金の機械的性質の向上を目的として，ハイエントロピー合金（HEA）を代替バインダーとして使用したWC-HEA超硬合金の材料開発を実施した．実験ではCrMnFeCoNi HEA粉末をバインダーとして使用し，マルチビームレーザ型指向性エネルギー堆積法（L-DED）によってWC-HEA超硬合金を造形した．WC-Co超硬合金粉末も比較のために使用した．造形試料は，主にWC，M2C，M6Cの3 種類の炭化物と2 相に分離したW含有量の異なるHEA相で構成されていることが明らかにされた．エネルギー分散型X線分光法（EDS）分析により，形成されたM2C，M6C炭化物とHEA相はW，Cr，Mn，Fe，Co，Ni の元素を含有していることが示された．WC-Co超硬合金粉末を使用した造形試料（硬度約800 HV）と比較して，100-250 Wのレーザ出力で加工したWC-HEA超硬合金造形試料では200 HV以上の高い硬度（硬度約1000 HV）を示した．これらの結果は，レーザ照射後に WC-Co 超硬合金では M6Cが形成されるのに対して，WC-HEA超硬合金ではM2Cが形成されることによるものであると考えられる．また，HEA相へのW元素の固溶による硬化の影響もあると考えられる．300 Wでは，WC-Co超硬合金造形試料においてもM2Cが形成されたため，WC-HEA超硬合金造形試料の硬度に近い値が得られた．
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
