2022 年度研究成果報告書

FIB照射誘起マルテンサイト変態を活用した微小機械部材の局所的強化法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	21K18832
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分26:材料工学およびその関連分野
研究機関	熊本大学
研究代表者	高島和希熊本大学, 国際先端科学技術研究機構, 卓越教授 (60163193)
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード	集束イオンビーム / オーステナイトステンレス鋼 / マルテンサイト変態 / 材料強化 / 微小材料 / MEMS
研究成果の概要	本研究では、304オーステナイト系ステンレス鋼の微小領域に集束イオンビーム(FIB)を照射させることにより形成されるマルテンサイト及びそのバリアントの関連を検討するとともに、照射領域の機械的性質を計測した。FIBの照射電流が3 nA以上で、オーステナイト相からマルテンサイト相への相変態が生じた。生成したマルテンサイトのバリアントは、照射した結晶面の方位により異なっていた。このことはFIBの照射方向を変えることで、形成されるマルテンサイト晶の方位を制御できることを示している。照射領域の硬さ試験を行った結果、押込み抵抗の上昇が認められ、FIBを照射した微小領域の強度を向上できることを確認した。
自由記述の分野	材料科学
研究成果の学術的意義や社会的意義	耐久性、信頼性に優れるMEMS等の集積機械デバイスの開発のためには、使用される材料の強化法の開発が必要とされる。しかしながら、マイクロスケール材料の強化法に関する研究は現在までほとんど行われていない。本研究は、世界的に見ても手がつけられていな微小材料の強化機構の一つを提案するものであり、本研究の成果は、我が国がこの分野において世界的なプライオリティを確保するために重要となる。加えて、本研究の成果は現在育ちつつある我が国のMEMS等の微小機械デバイス関連の産業発展に大きく寄与するとともに、新しい産業基盤の育成にもつながるものである。