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2015 年度 実績報告書

超微細塑性加工と相分離現象を融合した高アスペクト比ナノ微細加工プロセスの創成

研究課題

研究課題/領域番号 25630317
研究機関東北大学

研究代表者

小泉 雄一郎  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10322174)

研究分担者 山中 晃徳  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50542198)
西山 宏昭  山形大学, 理工学研究科, 准教授 (80403153)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードトップダウン-ボトムアップ融合プロセス / 相分離 / 析出 / 転位 / 相変態 / 鍛造 / 多孔体 / 選択溶解
研究実績の概要

H26年度までの研究で確立したAl過飽和Ti-Al単結晶への超微細塑性加工による転位組織の導入とそれを用いた層状組織の高度な制御方法を応用した研究を試行した。Ti-Al合金と同様のHCP基/FCC基積層層状組織を形成するAl-Ag合金への適用は、単結晶の作製自体が困難なため中断した。また、Ti-Al合金単結晶で形成したナノフィンアレーをテンプレートとする手法は、その前にナノフィンアレイの大面積化が必要であり、それには超微細塑性加工装置の仕様の変更が必要であり、単年度の残予算でそれを遂行することは困難であった。そこで、Ti-Al合金多結晶を用いて、大面積で種々の方向に配向したコロニーからなるナノフィンアレイ構造の形成と制御を行った。種々の温度とひずみ速度でTi-Al合金多結晶に塑性変形を加えてからα2+γ二相化熱処理を施すことにより、コロニーサイズ5μm以下、ラメラ間隔50nm以下の層状組織を得ることに成功し、その選択溶解により、均一微細な層状の多孔体が得られることを直径8mm 高さ12mmの円柱状試料を用いた実験により実証した(Dai-Xiu Wei, Yuichiro Koizumi, Yunping Li, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba, Submicron lamellar porous structure formed by selective dissolution of Ti-Al alloy, Materials & Design, Vol. 98, No. , pp. 1-11, May, 2016)。また、そのメカニズムを詳細な転位組織により解明した。一方で、当初の単結晶を用いた研究で見出されいたナノ塑性加工による転位組織の形成機構についてもより詳細に解析し、大面積化のための加工方法開発のための基礎的知見を得ることができた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Submicron lamellar porous structure formed by selective dissolution of Ti-Al alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Dai-Xiu Wei, Yuichiro Koizumi, Yunping Li, Kenta Yamanaka, Akihiko Chiba
    • 雑誌名

      Materials & Design

      巻: 98 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2016.02.096

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nano-lamellar/nano-tubular hierarchical porous structure produced by selective dissolution and anodization of lamellar Ti-40 at.% Al alloy2015

    • 著者名/発表者名
      Dai-Xiu Wei, Yuichiro Koizumi, Huakang Bian, Yunping Li, Akihiko Chiba
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 145 ページ: 15-18

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2014.11.059

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] Anisotropic nano plastic deformation introduced by nanogrooving process in Ti-40 at.% Al single crystals2015

    • 著者名/発表者名
      Daixiu Wei, Yuichiro Koizumi, Akihiko Chiba, Takeshi Wada, Takayuki Ueno, Masahiko Yoshino
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2015 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-21
  • [学会発表] Anisotropic nano plastic deformation introduced by nanogrooving process in Ti-40 at.% Al single crystals2015

    • 著者名/発表者名
      魏 代修, 小泉 雄一郎, 千葉 晶彦, 和田 武, 加藤 秀実, 上野 貴之, 吉野 雅彦
    • 学会等名
      日本金属学会2015年秋期(第157回)講演大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] Anistropic nano plastic deformation introduced by nanogrooving process in Ti-40 at.% Al single crystals2015

    • 著者名/発表者名
      魏 代修, 小泉 雄一郎, 千葉 晶彦, 吉野 雅彦
    • 学会等名
      第129回金属材料研究所講演会
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-29
  • [備考] 東北大学金属材料研究所 加工プロセス工学研究部門 千葉研究室

    • URL

      http://www.chibalab.imr.tohoku.ac.jp

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公開日: 2017-01-06  

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