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NIMS Awardシンポジウム2026

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研究内容

Keywords

状態図、熱分析、拡散

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この図はNi-Co-Al-Ti四元系合金の相境界組成を一つの試料から1000組近く得た例である。2相領域内で幅広い組成分布を持つ試料に対し、微小領域の2相組織の母相及び析出相の組成を抽出する手法を適用し、従来法の160倍程度の高効率でのデータ取得に成功した。

所属学会

日本金属学会, 日本ガスタービン学会

構造材料研究センター
タイトル

熱処理温度・組成傾斜バルク試料を用いたハイスループット測定技術の開発

キーワード

Ni基超合金,ハイスループット測定,状態図,拡散

概要

実用合金は多くの元素から構成されており、これらの開発や特性の理解を目的として、多元系合金の状態図・特性マップを極めて高効率に得るためのハイスループット手法開発を進めている。手法の基本的な要素は以下の3つである。 ①一つの試験片に組成や熱処理温度の傾斜を導入することによって、組成や熱処理温度が異なる微小試料の集合体を作製して用いる。 ②それぞれの微小領域で特性を測定する。(測定手法開発も含む) ③測定の際には開発した自動測定・解析システムを適用する。 開発したハイスループット手法を用いて従来の100倍以上という驚異的な効率で網羅的にビックデータを取得することに成功した。

新規性・独創性

● 各種微小領域試験に適したデザインの組成傾斜試料の作製 ● 擬四元ハイスループット実験状態図作製技術の開発 ● 温度傾斜熱処理試験を利用したハイスループット熱処理プロセス最適化手法の開発

内容

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右図はNi-Co-Al-Ti四元系合金の相境界組成を一つの試料から1000組近く得た例である。多元状態図の構築には多くの相境界組成データが必要であり、従来の手法で対応するには時間がかかりすぎる。この実験では2相領域内で幅広い組成分布を持つ試料に対し、微小領域の2相組織の母相及び析出相の組成を抽出する手法を適用し、従来法の160倍程度の高効率でのデータ取得に成功した。
左図はデンドライト偏析を持つNi基超合金単結晶試料を温度傾斜下で熱処理し、微細組織を観察した実験の概要である。熱処理装置は独自に開発した。収集したデータからは微細組織の温度および組成との相関を網羅的に知ることができ、部材の熱処理条件の最適化の指針となる。4500点のデータセットの取得に要した時間は試料作製も含めて2週間程度と、極めて短期間である。
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まとめ

● バルクで用いられる材料のハイスループット特性評価試験に適した組成傾斜試料の作製手法を開発 ● 一つの試料で数十~数千組成の特性データを得ることにより、多元合金の組成-特性データベースを迅速に構築 ● Ni基超合金の組成・熱処理プロセスを極めて高効率に最適化
この機能は所内限定です。
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