高圧相の自由エネルギー・機械的安定性に基づく新規組織制御手法の確立

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15322
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26050:材料加工および組織制御関連
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 足立 望 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00758724)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: チタン / ジルコニウム / 高圧相 / 相変態

研究成果の概要

鉄などに代表される金属材料は，熱処理などで生じる相変態を利用した組織制御を通じて特性が制御されている。チタンや鉄など，一般的に広く用いられている金属元素の多くは，地殻奥深くなどのような圧力が非常に高い特殊環境において，大気圧とは異なる特殊な結晶構造（高圧相）に相変態する。従って、高圧相を活用した新たな組織制御を通じて新規な材料が創製できる可能性がある。本研究では，高圧環境でのみ存在する高圧相を常温・大気圧における活用を実現するために、高圧相をより勘弁に得るための製造プロセスや合金設計指針を得た。

自由記述の分野

金属材料学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では，これまでに実用材料として活用されていなかった高圧相を構造材料として活用するために，高圧相を大気圧化で安定的に存在させるための加工条件を詳細に明らかにするとともに、合金元素の添加により高圧相の安定度を制御できることを示した。これは適切な製造プロセスや合金設計を検討することによって，高圧相を活用した、新たな機能・特性を有する金属材料が新規に開発できる可能性を示している。実用化に結びつけるためには、より詳細な研究が必要であるが，将来の材料技術の発展に有益な成果が得られ、社会的な意義は大きい。