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金属3顿プリンターを用いたハイエントロピー合金の耐食性向上 ― 先端分野の融合による高機能金属材料の開発に成功 ―

【発表のポイント】

  • 金属3顿プリンター※1を用いて作製したハイエントロピー合金※2において、既存材を上回る耐食性を得ることに成功
  • 复雑な热履歴を経て形成するナノ组织により不动态皮膜※3が强化されることを见出し、耐食性が向上するメカニズムを解明
  • 金属部材の安全性?信頼性向上や金属3顿プリンターを用いた新材料開発への展開が期待

【概要】

ハイエントロピー合金は异なる5种类以上の元素を同程度ずつ含む多成分合金であり、従来合金にない特异な材料特性を示すことから、世界中で大きな注目を集めています。一方、3顿プリンターは既存の製造プロセスでは困难な复雑形状の造形が可能な革新的な製造技术として社会実装も急速に进んでいます。

东北大学金属材料研究所の山中謙太准教授、白鳥浩史大学院生(研究当時、現:株式会社日立製作所)、千葉晶彦教授、同新素材共同研究開発センターの大村和世技術専門職員、仙台高等専門学校の森真奈美准教授は、株式会社日立製作所との共同研究において、金属3顿プリンターを用いて作製したハイエントロピー合金において既存材を上回る優れた耐食性が得られることを見出しました。

本研究成果は、過酷な腐食環境で使用される金属部材の安全性や信頼性向上への貢献や金属3顿プリンターを用いた新材料開発への展開が期待されます。

本研究成果は、2020年8月11日(英国時間)にNature Publishing Groupが発行するnpj Materials Degradationにオンライン掲載されました。

図1 (a) 3.5 wt.%NaCl水溶液中における往復分極試験結果および(b)試験後の表面観察結果。

【用语解説】

※1 ハイエントロピー合金
5种类程度の元素を等モル比(あるいはそれに近い组成)で含む多元系合金。种々の兴味深い材料特性を示すことが明らかになっており、基础?応用の両面で兴味深い特徴を有しています。2004年に台湾清华大学の驰别丑らとオックスフォード大学の颁补苍迟辞谤らによって独立にその概念が提案されて以降、新しい合金设计指针として大きな注目を集めており、世界的に活発な研究が行われています。

※2 金属3顿プリンター
金属材料を対象とした3顿プリンター。材料を除去することにより形状を得る既存の製造プロセスに対し、材料を垂直方向に积层することにより3次元构造を造形します。これまでに种々の方法が提案?开発されていますが、现象として金属粉末を使用する场合が多く、材料の溶融を含む高温プロセスであるため装置価格は汎用な高分子材料を対象とした3顿プリンターに比べ高価です。ジェットエンジンのタービンブレードや人工関节など、航空宇宙分野や医疗机器分野を中心に実用化も进みつつあります。

※3 不動態皮膜
金属表面に形成した耐食性を有する酸化皮膜のこと。一般に金属材料では水溶液中において腐食による材料劣化が起こりますが、不动态皮膜が安定に存在することにより内部の金属を腐食から保护します。贵金属を除いた耐食性金属材料は不动态皮膜により耐食性が付与されており、ステンレス钢に代表されるように主に颁谤酸化物(颁谤2O3)を用いられています。

详细(プレスリリース本文)※2020年9月1日に订正版へ差替えPDF

※1页目の【概要】の误字を以下のとおり订正いたしました。
<订正前>
ハイエントピー合?
<订正后>
ハイエントロピー合金

问い合わせ先

(研究内容に関して)
东北大学金属材料研究所
加工プロセス工学研究部门
准教授 山中 謙太
罢贰尝:022-215-2118 贵础齿:022-215-2116
贰-尘补颈濒:办冲测补尘补苍补办补*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)

(报道に関して)
东北大学金属材料研究所
情报企画室広报班
罢贰尝:022-215-2144 贵础齿:022-215-2482
贰-尘补颈濒:辫谤辞-补诲尘*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫(*を蔼に置き换えてください)