2022 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development of "ultra" high-strength Copper alloys for electronic devices utilizing heterogeneous-nano structure
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20H02461
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
渡邊 千尋 金沢大学, 機械工学系, 教授 (60345600)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三浦 博己 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30219589)
青柳 吉輝 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70433737)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 銅合金 / ヘテロナノ組織 / 変形双晶 / 単純強圧延 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単純強圧延によって変形双晶，せん断帯，低角ラメラ組織で構成されるヘテロナノ組織をCu-Zn系合金に導入することによって，結晶粒の微細化と超高強度化を銅合金の最も重要な導電率を下げずに達成することを目指した．そのため，Cu-Zn合金のZn添加量および様々な元素を微量添加し，その組織と特性変化を系統的に調査した．さらに，昨年度に引き続き，圧延プロセスを改良することでさらなる特性向上を目指した．その結果，90%圧延材において，特にAg添加量増加に伴う引張強度の顕著な上昇が確認された．これは，Ag添加量の増加に伴うSFEの低下と強度上昇に効果的な目玉状双晶領域の面積割合の増加と平均サイズの減少が影響していると判断された．最終的に，最大引張強度970MPa，電気伝導度42%IACSを達成した．強圧延Cu-Be系合金に対してもヘテロナノ組織と機械的特性の同様の調査を行い，ヘテロナノ組織の確認と最大引張強度1.7GPaを達成した．さらに，圧延プロセス，初期集合組織を制御する事でも，双晶領域の面積割合の増加を達成し，さらなる機械的特性の向上を達成した．
あわせて，ヘテロナノ組織形成改訂で最も重要となる，双晶変形を連続体レベルで表現する数理モデルを構築した．双晶変形中の双晶のすべり変形を許容することで，双晶変形に起因する変形不整合を緩和する実現象に即した双晶変形挙動を定式化した．本モデルを用いた数値シミュレーションによって双晶の核生成および成長が矛盾なく表現でき，双晶における転位密度上昇の再現に成功した．得られた数値解析の結果から双晶における緩和変形が転位密度上昇の要因であることが示唆された．
以上のように，ヘテロナノ組織制御の基礎的かつ重要な知見を多数得ることが出来た．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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