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2020 年度 実績報告書

界面制御による共晶単結晶超耐熱構造材料の高強度・高靭性化法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18H01735
研究機関京都大学

研究代表者

岸田 恭輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード界面特性制御 / 共晶複相材料 / 構造・機能材料 / 力学特性
研究実績の概要

「高強度」と「高延性・靭性」を兼ね備える構造材料の実現はすべての構造材料研究者が目指す究極の目標である.本研究では次世代の超耐熱構造材料の候補の一つである遷移金属シリサイド基共晶単結晶合金(共晶温度:1900~2020℃)の優れた高温強度を保持しつつ良好な破壊靭性を付与する方策として,合金添加による異相界面強度特性の最適化と組織の均質微細化を複合的に行う方法を提案し,その強靭化機構の妥当性と有効性を実験研究と理論的検討を相補的に行うことを通じて解明することを目的とし様々な基礎研究を行った.
令和2年度は前年度までに検討を行ってきたC40-(Nb,Mo)Si2/D8m-(Nb,Mo)5Si3共晶合金の微細組織解析,力学特性評価,変形組織解析を引き続き進め,得られた結果に基づき優先配向関係,安定界面構造,格子ミスフィットと室温破壊靱性,高温強度の相関についての考察を行った.さらに上記合金系への添加元素の影響について検討すべく複数の合金元素を添加した合金系について一方向凝固法材の作製ならびに微細構造や力学特性の調査も行った.さらに遷移金属シリサイド基共晶単結晶合金を構成する遷移金属ダイシリサイドおよび5:3シリサイドについて,単結晶マイクロピラー圧縮試験法による変形挙動の調査を行うとともに,第一原理計算による一般化積層欠陥エネルギー計算を通じた理論的検討から各構成相の変形機構解析を行い,当該共晶合金の変形機構の理解のために重要な基礎的知見を得た.

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Plastic deformation of single crystals of the equiatomic Cr-Mn-Fe-Co-Ni high-entropy alloy in tension and compression from 10 K to 1273 K2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Marino、Asakura Makoto、Okamoto Norihiko L.、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki、George Easo P.
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 203 ページ: 116454~116454

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2020.10.073

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comprehensive Phase Field Study on Directionally-Solidified MoSi2/Mo5S3 Eutectic Alloy2021

    • 著者名/発表者名
      Zhu Chuan Qi、Yamamoto Jimpei、Koizumi Yuichiro、Yuge Koretaka、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 1016 ページ: 749~754

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.1016.749

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plastic deformation of single crystals of CrB2, TiB2 and ZrB2 with the hexagonal AlB2 structure2021

    • 著者名/発表者名
      Paul Bhaskar、Okamoto Norihiko L.、Kusakari Misato、Chen Zhenghao、Kishida Kyosuke、Inui Haruyuki、Otani Shigeki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 211 ページ: 116857~116857

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2021.116857

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of critical resolved shear stress for the first-order pyramidal c?+?a slip in commercially pure Ti by micropillar compression method2020

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Kim Jim Geum、Nagae Tadashige、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 196 ページ: 168~174

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2020.06.043

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Room temperature deformation of single crystals of Ti5Si3 with the hexagonal D88 structure investigated by micropillar compression tests2020

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Fukuyama Takayoshi、Maruyama Takuto、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 17983-1~9

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75007-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micropillar compression deformation of single crystals of α-Nb5Si3 with the tetragonal D8l structure2020

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Maruyama Takuto、Fukuyama Takayoshi、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 21 ページ: 805~816

    • DOI

      10.1080/14686996.2020.1855065

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MoSi2基Brittle/Brittle複相単結晶超耐熱材料の開発2020

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔、乾晴行
    • 雑誌名

      金属

      巻: 90 ページ: 556~562

  • [学会発表] 6H-SiC単結晶の室温塑性変形挙動2021

    • 著者名/発表者名
      岸田恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期(第168回)講演大会
  • [学会発表] Mo添加NbSi2/Nb5Si3共晶合金の微細組織と力学特性2021

    • 著者名/発表者名
      上村 遙, 岸田 恭輔, 乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期(第168回)講演大会
  • [学会発表] Micropillar compression deformation of transition-metal disilicides with the C11b and C40 structures2021

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      Thermec’2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] D8l型構造を有する遷移金属シリサイド単結晶の室温変形挙動2020

    • 著者名/発表者名
      岸田 恭輔,乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期(第167回)講演大会
  • [学会発表] Mo添加NbSi2/Nb5Si3一方向凝固共晶合金の微細組織2020

    • 著者名/発表者名
      上村 遥,岸田 恭輔,乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期(第167回)講演大会
  • [学会発表] Micropillar Compression Deformation of Transition-Metal Disilicides with the C40 Structure2020

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      2020 MRS Virtual Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstructure and Crystallographic Orientation Relationships in Directionally Solidified NbSi2/Nb5Si3 Eutectic Composites with Mo Addition2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Uemura, Kosei Takeda, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      2020 MRS Virtual Spring/Fall Meeting & Exhibit
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学大学院工学研究科材料工学専攻 乾 研究室のページ

    • URL

      http://imc.mtl.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2021-12-27  

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