ナノ塑性加工による相分離制御と化学プロセスの融合による層状Ti-Al合金の機能化

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K17609
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学; ナノ材料化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 魏 代修 東北大学, 金属材料研究所, 特任助教 (20785810)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 塑性加工 / 組織制御 / 転位 / 相変態 / 選択溶解 / ナノ構造

研究成果の概要

ナノ塑性加工により、Al過飽和Ti3Al単結晶の局所的塑性変形メカニズムを解明し、その手法を用いた周期的な底面転位帯を導入し、母相から板状γ-TiAl析出相の形成を制御することが可能となった。板状γ-TiAlを一定間隔で析出させ、それを選択溶解除去することで超高アスペクト比微細周期立体構造を創製した。更に、その脱成分処理でAlを除去してから酸化することで、微細周期構造とナノ多孔体の酸化チタンの創製に成功した。金属加工プロセスと化学プロセスを結び付け、軽量耐熱材料であるラメラTi-Al合金を用いた光学デバイスや高性能光触媒となることを示した。

自由記述の分野

材料加工

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は、塑性加工と相分離や表面反応等の化学プロセスを融合した新しい手法であり、エネルギー消費と環境負荷を抑えた光学素子と光触媒の新しいプロセスの開発に繋がった。本研究は現在の材料工学の中で産まれた新しい発想で、新規プロセス及びデバイス開発の可能性を示した。これにより、新規の機能性省エネルギーデバイスを製造し、異分野融合による新しい技術が産まれる好例を示すことで、新規プロセスと新規機能材料の開発を行う物質材料科学と、資源枯渇や地球温暖化等のエネルギー環境問題解決のためのエネルギー環境工学、新規な機能を発現するデバイス工学の異分野連携の先駆けとなり、新学術分野開拓に繋がると期待される。