金属部材の力学機能の飛躍的向上につながる新しい制御技術の確立

<plone.namedfile.file.NamedBlobImage object at 0x7f186dbb7f20 oid 0x725b3f in <Connection at 7f18b36333d0>>

2025-11-11

engineering

{'items': [{'key': '1kanr', 'term': '金属3Dプリンティング（3DP）', 'description': {'blocks': [{'key': '374cc', 'text': '3D-CADデータをもとに金属粉末をレーザや電子ビームで溶融・凝固させ、それを積層することで複雑な形状の金属部品を造形する技術。部材の外部形状だけではなく、内部形状も自在に造形できることから、従来の加工法では困難な複雑形状の実現が可能。航空宇宙分野、医療機器分野、輸送機器分野などでの活用が進んでいる。本研究で用いたレーザ粉末床溶融結合（L-PBF）法は、その代表的な手法の一つであり、金属粉末を薄く敷き詰めた層にレーザを走査し、選択的に溶融・凝固させる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'fefv4', 'term': '結晶方位ラメラ組織', 'description': {'blocks': [{'key': '1gafi', 'text': '従来のラメラ組織は、異なる結晶構造の領域が層状に配列された組織であるのに対して、同一の結晶構造が結晶方位（結晶の向き）を変えて層状に配置された組織。金属3DPに特有の超急冷凝固に由来して形成される組織であり、チタン合金やステンレス鋼等で形成が報告されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '6b5ud', 'term': 'セル状組織', 'description': {'blocks': [{'key': '4jgif', 'text': '超急冷凝固時に生じる特定元素の濃化により形成される偏析領域と凝固後の超急冷却によって導入される転位が集積した転位セルからなる組織。隣接するセル間には相対的に数度の方位差があり、小角粒界の一つともいえる。セル内部は数百nm、界面部は数十nmと極めて微細であり、金属3DPで作製されたNi基超合金をはじめとし、様々な合金系で形成が報告されている。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '5hcli', 'term': 'ニッケル（Ni）基超合金', 'description': {'blocks': [{'key': '7e6qa', 'text': 'ニッケルを主成分とし、クロムやニオブなどの他の元素を加えて性能（力学特性や耐食性など）を高めた合金。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'er93d', 'term': 'その場中性子回折法', 'description': {'blocks': [{'key': '81bpi', 'text': '変形中の試料に中性子を照射し、リアルタイムで変形に伴う格子ひずみや結晶構造の変化を測定する手法。中性子は、一般的に構造解析に用いられるX線より大きな透過力を有することから、試料内部の情報を得ることができる。本研究では、大強度陽子加速器施設J-PARCセンター 物質・生命科学実験施設のBL19「TAKUMI」にて実験を行った。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '4lg9t', 'term': '偏析領域', 'description': {'blocks': [{'key': '740ta', 'text': '特定の合金元素が組織中のある場所に濃化した領域。本研究で着目したセル状組織に見られる偏析領域は、溶融池が凝固する際に、液相に存在する元素（溶質元素）が液相と固相の間で不均一に分布することで生じる。その幅は数十～百nmと非常に微細であり、Nb等が周囲よりも数at.%（原子濃度）濃化している。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '1drnf', 'term': '転位セル', 'description': {'blocks': [{'key': 'affvs', 'text': '転位が集積したネットワーク状の組織。転位は、結晶構造における原子の不連続な並び方を示す線状の欠陥であり、結晶中をこれが移動することで塑性変形が生じる。セル状組織に見られる転位セルは、凝固後の超急冷却時に発達する熱ひずみを緩和するために生じる塑性緩和によって大量の転位が導入されることで形成される。この転位は互いに絡み合っているため、塑性変形に寄与しない。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'buvk9', 'term': '小角粒界', 'description': {'blocks': [{'key': '90afl', 'text': '隣接する結晶粒の相対的な方位差が15度以下の粒界。これよりも大きな方位差を有する粒界を大角粒界と呼ぶ。一般的に大角粒界は転位が移動する際の障壁となるため、これが増加する結晶粒の微細化によって合金は強化される（微細化強化）。一方、小角粒界は転位が移動する際の障壁となりにくいことから、微細化強化を生じないと言われていた。本研究により、隣接するセル状組織の界面は、小角粒界であるものの、偏析領域と転位セルが存在することで転位移動の障壁となり、微細化強化を引き起こすことが明らかとなった。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '1s7t7', 'term': '溶融池', 'description': {'blocks': [{'key': 'e32f1', 'text': '金属3DPにおいて、レーザや電子ビームを走査した際に形成される微小な溶融部。この溶融池の凝固を積み重ねることで造形体が形成されるため、溶融池内部での熱流分布や温度履歴（冷却速度、温度勾配等）と溶融池周囲の温度分布（最高温度、冷却速度、分布範囲等）が、金属3DPによる組織制御のカギとなる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '9m353', 'term': '塑性変形', 'description': {'blocks': [{'key': '4h4jc', 'text': '外力を取り除くと元の形に戻る変形を弾性変形、外力を取り除いても元の形に戻らない永久的な変形を塑性変形という。その合金が持つ弾性限界（塑性変形開始応力）を超えて力が加わると、弾性変形に加えて塑性変形が生じる。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '8muk3', 'term': '弾性率', 'description': {'blocks': [{'key': 'c55h', 'text': '物体に力を加えた時の弾性変形のしにくさ。同じ力を加えた場合、弾性率が高いほど変形量（ひずみ量）は小さい。同じ結晶構造においても結晶の向き（結晶方位）によって値が異なり、本研究の結晶方位ラメラでは、主層の方が副層よりも造形方向の弾性率は高い。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['eng']

['趙 研', '山下葵平', '安田弘行', '中野貴由']

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安田 弘行

教授

工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/86a4e4f7c5d5822f.html