レーザプロセッシングレーザプロセッシング− 40 −キーワードキーワード連絡先メールアドレス連絡先メールアドレスキーワードキーワード連絡先メールアドレス連絡先メールアドレス［応用分野］［応用分野］北海道大学 大学院工学研究院 材料科学部門 教授［応用分野］［応用分野］鹿児島県工業技術センター 生産技術部 研究専門員AF-2018207-B2一般研究開発助成AF-2018213-B2一般研究開発助成レーザー加工，ナノ粒子，高効率触媒，2次電池ナノ粒子，合金，多元素合金tetsu@eng.hokudai.ac.jpレーザ加熱，異材接合，ろう付レーザブレージング，溶融挙動，組織制御sechi@tokyobraze.co.jp米澤 徹瀬知 啓久本研究では、多元素合金ナノ粒子の効率のよい合成法として、レーザープロセッシングによる高エントロピー合金の新規合成に挑戦した。多元素合金インゴットを作製し、それを水中に沈めてパルスYAGレーザーを照射した。インゴット表面で集光することによりナノ粒子が生成し、反応液中に分散した。保護剤を添加しない場合には、経時的に凝集沈降が生じた。得れらた粒子のTEM観察から、Fe-Co-Ni-Mn系においては、完全固溶体が得られることが難しく、particle-in-particle構造が得られた。内部の粒子はニッケルが優先的に存在していた。そのほかの元素はほぼ均一に粒子内に分布していることがEDSマッピングから明らかとなった。得られた粒子は酸化しており、Niは金属成分が多いことが見られ、酸化度合いが低いことが明らかとなった。セラミックスと金属の接合に多く用いられるろう付 (ブレージング)の中で，レーザブレージングは昇温速度が速く，短時間でろう材が完全溶融する特徴を持ち，従来は利用が困難であった材料組成の活用が可能で金属間化合物の生成抑制や活性金属成分の過剰添加も不要になるなどの利点を持つ．一方，レーザ急速加熱時のろう材組織制御については未解明な部分が多い．そこで本研究ではレーザ急速加熱による活性金属ろう材の溶融凝固挙動を明確化し，ろう材組成と凝固組織の相関を明らかにした．活性金属ろう材と窒化ケイ素基板のレーザ急速加熱により，接合界面に厚さ数µmのTiNの界面反応層が形成され，加熱後の急冷でろう材母相組織は微細化する．冷却速度が緩やかになると母相組織が粗大化し，Ti添加率が多くなるとTiNの界面反応層のろう材側に生成するCu-Tiの金属間化合物が粒成長する．過剰なTiはろう材中にも金属間化合物として残存する．高エントロピー合金ナノ粒子のレーザープロセッシングによる新規合成金属／セラミックスの異材レーザブレージングにおける 急速加熱冷却条件下での溶融挙動の明確化ならびに凝固時の組織制御
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