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プロジェクト紹介

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当研究室のプロジェクトの概要を紹介します.

科学研究費補助金・基盤研究(S)

「第二世代」粒界工学へのブレークスルーのための学術基盤の強化

 多結晶材料の力学特性および機能特性は,結晶粒界の存在に著しく影響される。粒界構造と粒界物性に関する基礎的研究の成果を基に,1980年代初頭に東北大学・渡邊忠雄教授が世界に先駆けて提案した『粒界設計・制御に基づく高性能多結晶材料の開発』という概念は,現在では『粒界工学』として世界に広く受け入れられている。1990年代半ばには,積層欠陥エネルギーの低いNi基合金やオーステナイト系材料に対して,焼鈍双晶(双晶境界はΣ3対応粒界)の形成を利用して対応粒界頻度を80%程度まで高める材料プロセスが開発され,対応粒界頻度を高めることにより耐クリープ性や耐腐食性が著しく向上することが実証されてきた(図1)。このように,「第一世代」の粒界工学は一定の成功を納めている。しかしながら,現状では,粒界制御が可能な材料が積層欠陥エネルギーの低い材料に限られていることや,粒界設計の精密化のためには,粒界現象の理解の深化が必要となっているなど,解決すべきいくつかの問題や課題がある。
 本研究では, 「第二世代」粒界工学へのブレークスルーを図るための学術基盤の強化を目的として,研究期間内において次の課題に取組む予定である。
(1) 粒界現象理解の深化による粒界工学の学術基盤の強化
  ・粒界近傍における局所力学特性 - 粒界-転位相互作用に基づくHall-Petch則の理解
  ・強加工により導入される非平衡粒界の構造と力学物性
(2) 粒界制御プロセスの新指導原理の確立
  ・積層欠陥エネルギーの高い材料に対する粒界制御法の指導原理の確立
  ・多結晶材料における粒界微細組織の統計的評価方法の精密化

研究代表者 連川 貞弘 (熊本大学大学院先端科学研究部・教授)
研究分担者 大村 孝仁(国立研究開発法人物質・材料研究機構 構造材料研究拠点・副拠点長)
小林 重昭(足利工業大学工学部・准教授)
井 誠一郎(国立研究開発法人物質・材料研究機構 構造材料研究拠点・主幹研究員)
連携研究者 森園 靖浩(熊本大学大学院先端科学研究部・准教授)
研究協力者 山室 賢輝(熊本大学工学部技術部・技術専門職員)
Pavel Lejček(チェコ科学アカデミー物理研究所・教授)
Dmitri A. Molodov(アーヘン工科大学・教授)
研究期間 平成28年度~32年度

科学研究費補助金・基盤研究(S)

「材料磁気科学の新展開と実用材料技術への応用」

 材料のさまざまな力学特性・機能特性は微細組織に著しく影響を受ける.材料に望みの特性を発現させるためには最適な微細組織を導入することが不可欠である.微細組織の制御方法として主に加工熱処理が用いられているが,さらに精密に微細組織を制御するためには,『磁場』などの外場作用の利用が有効であると期待される.これまでの研究により,磁場作用が再結晶,相変態,析出などさまざまな金属学的現象に対して興味ある影響を及ぼすことが見出されてきた.

研究代表者 連川 貞弘  (熊本大学大学院自然科学研究科・教授)
研究分担者 粉川 博之  (東北大学大学院工学研究科・教授)
西田 稔   (九州大学大学院総合理工学研究院・教授)
井 誠一郎  (物質・材料研究機構・主任研究員)
研究期間 平成19年度~23年度

太陽電池・環境自然エネルギー寄附講座

 本寄附講座は,熊本県南関町においてフレキシブルなアモルファス太陽電池の生産を行っている富士電機システムズ(株)の寄附金により設置された新しい講座である.
 熊本県は,「循環と共生を基調とする社会‐環境立県くまもと」の実現を目標に,ソーラー産業の振興を戦略的に進めており, 本寄附講座では,太陽光発電に関わる教育・研究の一翼を担い,この分野の人材を育成することを目的とし,材料科学からのアプローチによる多結晶系太陽電池の変換効率向上のための「粒界微細組織」の設計・制御の指針を示すことを目標として, 最新の電子顕微鏡をはじめ,最先端の研究機器を用いて研究を展開している.

寄附者 富士電機システムズ株式会社
講座開設期間 平成18年度~22年度