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

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18H01735
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26040:構造材料および機能材料関連
• 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

研究成果の概要

構造材料において一般にトレードオフ関係にある「強度」と「延性・靭性」を両立するための新しい方策として，共晶単結晶材料中の異相界面を活用した強度と靭性の同時向上機構モデルを提案し，そのモデルの検証ならびに適用可能条件の解明を目的とした基礎研究を行った．その結果，MoSi2/Mo5Si3共晶合金系においてモデルの有効性を確認するとともに，他の合金系の調査からモデルの適用可能範囲について，さらに単結晶マイクロ機械試験により共晶合金の構成相の基礎力学特性に関する様々な知見を得た．

自由記述の分野

金属物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により脆性的な複数の構成相からなる超耐熱共晶合金の異相界面特性制御と組織微細さの制御により，高い高温強度特性と高い破壊靭性値の同時賦与が可能であることを明らかにしたとともに，これまで十分に解明されていなかった超高融点金属間化合物材料の塑性変形の基礎を明らかにしたことは学術的に非常に意義がある．また得られた成果は新規超高融点材料の実用化に向けた基礎としても重要であり，将来的な発電用ガスタービンをはじめとする熱機関の熱効率の向上と，それによる化石燃料の消費量ならびに温室効果ガスの排出量削減に大きく寄与することが期待されるため，社会的意義も高い．