レーザー衝撃パルスによる高密度格子欠陥の新導入プロセスと高度制御

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560759
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 財団法人若狭湾エネルギー研究センター
• 研究代表者: 小林 紘二郎 財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 所長 (70026277)
• 研究分担者: 佐野 智一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30314371)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: レーザー衝撃 / 塑性加工 / 衝撃塑性 / アルミニウム材料

研究概要

本研究の目的は、新しい塑性加工プロセスとして"レーザー衝撃法"を提唱し、この手法を用いてこれまで容易に成し得なかった塑性加工を行い、かつ微細組織形成過程を定量的に解明することである。大気中でフェムト秒レーザーを照射した純アルミニウム断面の結晶方位変化を電子線後方散乱回折法によって調べたところ、照射部近傍の結晶方位が変化していることがわかった。透過電子顕微鏡で照射部近傍の組織を観察したところ、高密度な転位の集合体が確認された。フェムト秒レーザー駆動衝撃圧力負荷による高密度転位の導入は、高ひずみ速度塑性変形、ならびに急冷効果により達成されると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of High-Density Dislocations and Hardening in Femtosecond-Laser-Shocked Silicon (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tsujino, T. Sano, T. Ogura, M. Okoshi, N. Inoue, N. Ozaki, R. Kodama, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 雑誌名: Appl. Phys. Express 巻: 5 ページ: 022703-1-3
  • DOI: DOI:10.1143/APEX.5.022703
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of submicron metastable phase of silicon using femtosecond laser-driven shock wave (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tsujino, T. Sano, O. Sakata, N. Ozaki, S. Kimura, S. Takeda, M. Okoshi, N. Inoue, R. Kodama, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 110 ページ: 126103
  • DOI: doi:10.1063/1.3673591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond laser-driven shock synthesis of hexagonal diamond from highly oriented pyrolytic graphite (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, K. Takahashi, O. Sakata, M. Okoshi, N. Inoue, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 165 ページ: 012019-1-4
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/165/1/012019
  • 査読あり
• [学会発表] Potentiality of femtosecond laser as a new tool for laser shock peening process (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, T. Tsukada, Y. Isshiki, T. Ogura, M. Okoshi, N. Inoue, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2011 Conference & Exhibition(MS & T 11)
  • 発表場所: Columbus, Ohio, USA
  • 年月日: 20111016-20
• [学会発表] Femtosecond Laser-driven Shock Quenching of High-Pressure Phases of Condensed Matters (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sano and A. Hirose
  • 学会等名: International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials(THERMEC 2011)
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 20110801-05
• [学会発表] Femtosecond laser direct joining of copper with polyethylene terephthalate (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, S. Iwasaki, Y. Ozeki, K. Itoh, and A. Hirose
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2010 Conference and Exhibition(MS & T' 10)
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 20101017-21
• [学会発表] A new laser peening process-Potentiality of femtosecond laser- (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, T. Nakashima, T. Tsukada, Y. Isshiki, T. Ogura, M. Okoshi, N. Inoue, K. F. Kobayashi, and A. Hirose
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Laser Peening
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20100418-21
• [学会発表] Femtosecond laser-driven shock quenching of high-pressure phases of materials (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Sano
  • 学会等名: Pacific International Conference on Applications of Lasers & Optics(PICALO)
  • 発表場所: Wuhan, China
  • 年月日: 2010-03-25
• [学会発表] Synthesis of high-pressure phases of condensed matter using femtosecond laser-driven shock wave (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Sano and A. Hirose
  • 学会等名: The 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing(LAMP)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-07-01