| 研究課題/領域番号 |
18K03859
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| 研究機関 | 群馬工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山内 啓 群馬工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (60396520)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | Sn-Bi合金 / 超塑性 / ひずみ速度感受性指数 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、Sn-Bi合金の超塑性変形を鉛フリーはんだ接合体の高性能化をもたらすキー技術と考え、Sn-Bi合金の超塑性変形メカニズムの解明およびSn-Bi合金を組み込んだはんだ接合体の機械的特性を明らかにすることを目的とする。
本年度はSn-Bi合金における超塑性変形メカニズムの解明を目的とし、様々な合金組成のSn-Bi合金を秤量・溶解・鋳造・塑性加工によりドックボーン型試験片を作製し、その引張変形挙動、および変形に伴う組織変化の観察・EBSD（電子線後方散乱回折）分析などにより力学特性と超塑性変形に及ぼす各種因子の影響について調査した。本年度は特に、Snと金属間化合物を形成する元素（Cu、Ni）の影響を中心に調査した。
これらの系では、試験温度60℃以上および低ひずみ速度（5.25×10-4 s-1以下）の条件で超塑性変形挙動を示した。また、その際に求められたひずみ速度感受性指数は最大でも0.25となり、これまでの報告で示された微細粒超塑性変形のしきい値を下回っていた。この理由としては、Sn-Bi合金は亜共晶組織を呈しており、初晶と共晶の主たる変形時期がひずみに依って異なることが予測された。そこで、異なるひずみまで変形させたSn-Bi合金の組織についてEBSD分析を行い、組織の変形メカニズムに関する検証を進めている。また、CuやNiの添加は共晶組織の微細化および共晶の粒界部への金属ないしは金属間化合物の偏析を助長するために、超塑性変形挙動をもたらすことが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度はCuおよびNi添加Sn-Bi合金の変形挙動について、引張特性および各種因子の影響についての調査を計画し、超塑性変形メカニズム解明につながる成果を十分に得られたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度はSn-Bi合金の引張特性と各種因子の影響について、今後の指針に繋がる成果が得られた。そこで、今後はこれまでに得られた成果について、超塑性変形メカニズムに関するEBSD分析を行ってメカニズムの検証を進めていく。さらに、Snと固溶する系の添加元素の影響についても調査をおこない、超塑性変形メカニズムの解明を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
物品費が予定より安く収まったため、差引額が若干生じた。値としてはほぼ予定通り遂行できたと考えている。今後も予定通り遂行するみこみである。
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