お問い合わせ先

研究成果

常識を覆す新発見 高強度と高靭性を両立させる金属材料の創製法を開発

テーマ名   革新的構造用金属材料創製を目指したヘテロ構造制御に基づく新指導原理の構築
PO      加藤 雅治 (東京工業大学大学院総合理工学研究科 教授 )
課題名    調和組織制御による革新的力学特性を有する金属材料の創製とその特性発現機構の解明
研究代表者 飴山 惠(立命館大学理工学部 教授)


【概 要】

  産学共創プログラム「ヘテロ構造制御」で研究中の立命館大学飴山惠教授のチームは、従来の粉末冶金法に粉末表面超強加工を行うことにより、金属材料の力学特性を飛躍的に向上させることが可能な、世界初の材料創製法の開発に成功しました。
  これまでに、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Cu(銅)、Co−Cr−Mo合金(コバルト合金)、SUS(ステンレス鋼)などほぼ全ての金属材料において、従来の創製法に比べ、高強度と高靱性(壊れにくさ)の両方を付与する(高める)極めて有効な方法であることが明らかとなりました。例えば、生体材料としても使われる純Tiの場合、従来手法と比較して、引張強さ:1.5倍、靱性:2.2倍、と強度と靱性の両方が同時に向上することがわかり、高信頼性が実証されました。
  医療・航空宇宙分野での金属機器の安全性・耐久性を向上させるものとして、今後は、金沢大学 医薬保健研究域の山岸 正和 教授と、本材料創製法で加工したCo−Cr−Mo合金、純Tiなどの金属材料をもとにステントを試作し、将来の実用化を見据えた共同研究を開始する予定です。


図1

  図1 創製プロセスの概要


図2

図2 調和組織制御により作製した
    純チタン製ボルト・ナットとその顕微鏡写真

図3

    表1 各種材料の調和組織材料と
        従来(均一)組織材料の強度と靱性の比較


摩擦攪拌接合(FSW)を用いた異種金属接合技術の確立

テーマ名   革新的構造用金属材料創製を目指したヘテロ構造制御に基づく新指導原理の構築
PO      加藤 雅治 (東京工業大学大学院総合理工学研究科 教授 )
課題名    摩擦攪拌現象を用いたインプロセス組織制御によるマクロヘテロ構造体化技術の確立
研究代表者 藤井英俊 (大阪大学接合科学研究所 教授 )


【概 要】

  産学共創プログラム「ヘテロ構造制御」で研究中の大阪大学藤井英俊教授のチームは、回転ツールの回転によって材料の一部を固体のまま攪拌して接合する「摩擦攪拌接合(FSW)」を用いて、今までは接合が難しかった鋳鉄とステンレスなどの異種金属を容易に接合する技術を開発しました。
  藤井教授らは鋳鉄に薄い脱炭素層を形成する前処理を行い、脱炭素層にできた多数の気孔を攪拌により消滅させることで接合を可能にしました。
  鋳鉄は、自動車の全重量の10%ほどに使われており、鋳鉄と異種金属の接合は、自動車の軽量化につながる技術としてニーズが高い技術です。
  今後は、回転ツールの強度向上などを行い、産業への応用を目指します。


摩擦攪拌接合(FSW)

図1 「摩擦攪拌接合」による鋳鉄と異種金属の接合イメージ


生まれ育った川に回帰する能力を高めたサクラマス幼魚を放流

テーマ名   水産加工サプライチェーン復興に向けた革新的基盤技術の創出
PO      鈴木 康夫 (宮城大学 地域連携センター 教授 )
課題名    東北地方の高回帰性サケ創出プロジェクト
研究代表者 上田 宏(北海道大学 北方生物圏フィールド科学センター 教授)


【概 要】

  復興促進プログラム(産学共創)の研究課題「東北地方の高回帰性サケ創出プロジェクト」(研究代表者:北海道大学 上田宏教授)では、脂ののった食味の良さや希少性から高級魚として知られるサケ科の魚「サクラマス」の幼魚が生まれ育った川から海に降り、1年後に親魚となって帰ってくる能力(母川回帰能)を高めるプロジェクトを進めております。 希少性が高いだけに、最近5年間の岩手県におけるサクラマス資源量は、20〜77トン(平均46トン) と年変動が大きく、漁獲高も限られており、安定した資源量の増大が望まれております。
  去る5月10日、北海道大学を中心に、岩手県内水面水産技術センターおよび下安家漁協と共同で、特殊なエサを与え、母川のニオイを記憶する能力を高め、標識を付けたサクラマスの幼魚など2,700匹を、岩手県九戸郡野田村の安家川より放流しました。
  来年、安家川に大きくなったサクラマスが沢山戻り、復興に役立つことができることを期待しています。
  ・復興促進センターHPはこちら


サクラマスタグ付
図1 回帰する能力を高めたサクラマス幼魚
放流
図2 放流の様子