| 研究領域 | ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製- |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05482
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三浦 誠司 北海道大学, 工学研究院, 教授 (50199949)
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| 研究分担者 |
江村 聡 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (00354184)
藪 浩 東北大学, 材料科学高等研究所, 准教授 (40396255)
斎藤 拓 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90196006)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| キーワード | FCC / HCP / ポリマー / ミルフィーユ条件 |
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| 研究実績の概要 |
マグネシウム以外の金属におけるミルフィーユ構造を探索するため、アルミニウム基やチタン基の二相合金を検討した。その結果、転位運動が組織によって制限され、経験的ミルフィーユ条件が実現していると思われるいくつかの合金系およびその組織制御手法の確立を見た。また、様々な合成手法を駆使することで、高分子系においても層状構造を実現することに成功し、予備加工が大きな強度増加に繋がることなど、金属系ミルフィーユとよく似た力学特性を発現することが見出された。
既に論文、特許などへの展開が進行中である。
（１）金属系ミルフィーユ構造物質の創製：(1-1) Al合金，Ni合金, Co合金などにおける多元系状態図の実験的/計算科学的探索から，せん断変形に有利な最密面が異相界面と平行になり得る二層構造の候補を抽出し，様々な構造制御を試みた．Al-Ag系やNi合金において，面心立方構造fccと六方最密構造hcpの二相が共通の最密面（=すべり面）を持つことを利用して，ミルフィーユ構造を実現できる合金系が見出された。(1-2) Ti合金において、Ti-Mo二元系合金におけるhcp相とbcc相からなる層状ミルフィーユ構造物質が見出された。
（２）高分子系ミルフィーユ構造物質の創製： (2-1)様々なブロック共重合体を合成・入手し，軟質のポリブタジエンやポリイソプレンと硬質のポリスチレンが配列したミルフィーユ構造が得られた．(2-2) フッ素系の結晶性高分子やそのブレンドに対して熱処理・熱延伸による配向制御法を駆使することでミルフィーユ構造を形成し、小角X線散乱測定と電子顕微観察により構造評価を行い，層状のミルフィーユ構造が形成されていることを確認した。
（３）セラミックス系ミルフィーユ構造物質の創製：MAX相を金属と組み合わせたミルフィーユ構造が提案された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
マグネシウム以外の金属におけるミルフィーユ構造を探索するため、アルミニウム基やチタン基の二相合金を検討した。その結果、転位運動が組織によって制限され、経験的ミルフィーユ条件が実現していると思われるいくつかの合金系およびその組織制御手法の確立を見た。また、様々な合成手法を駆使することで、高分子系においても層状構造を実現することに成功し、予備加工が大きな強度増加に繋がることなど、金属系ミルフィーユとよく似た力学特性を発現することが見出された。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度に得られた組織制御方法をさらに他の物質系に展開する。特に、セラミックスへの展開は急務であるが、既に知られている化合物と金属のハイブリッドなどに可能性が見出せる兆候がある。
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