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次世代高効率エネルギ機器開発のためには、チタン合金やNi基超合金を始めとして、より高温下で、より信頼性の高い材料、あるいはその複合体の開発が機器開発のためのキ-テクノロジーとなっている。以上の背景に鑑み、本研究では、(i)材料自らが本来持つ幾つかの微視組織とそれらの適材適所能力を利用した新しい概念の材料、すなわち、目的に応じて微視組織を傾斜化して新機能を持たせた「自己組織傾斜機能化材」を創生し、その高温強度評価と、それらの挙動に及ぼす種々の因子の影響をあきらかにすることを主たる目的として研究を行った。この目的のため、特に、(i)種々の組織を傾斜化させたTi-6Al-4V合金接合体の創生と、(ii)SiC繊維で強化した金属基複合材料を対象とした熱疲労強度特性評価に焦点をあてて、研究を行った。研究により得られた成果を要約すると、
(1)固相接合手法を応用し、Ti-6Al-4V合金が本来持つ幾つかの微視組織とそれらの適材適所能力を利用し、目的に応じて微視組織を傾斜化して新機能を持たせた「自己組織傾斜機能化材」を創生する概念を提案し、その製作手法の開発を行った。
(2)(i)の目的達成のための接合条件を明らかにし、また、組織連続性、欠陥の有無、機械的性質などの観点から、微視組織傾斜化のための組織配列の選択とその最適化を行った。また、最適化された接合体の高温強度評価性も明らかにした。
(3)SCS-6/Ti-24Al-11nb複合材の熱疲労損傷形態を明らかにするとともに、それに及ぼす温度条件、大気雰囲気の影響を定量的に明らかにした。
複合材の界面せん断強度測定装置を開発し、熱疲労損傷との関連性を明らかにした。
(5)以上の知見を総合し、組織制御と界面制御を併用した新しい材料開発の方向付けを提示した。
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