レーザプロセッシングレーザプロセッシング− 49 −キーワード連絡先メールアドレスキーワード連絡先メールアドレス［応用分野］近畿大学 理工学部 電気電子通信工学科 教授［応用分野］大阪大学 接合科学研究所 教授AF-2019210-B2一般研究開発助成AF-2019211-B2一般研究開発助成レーザ加工，レーザピーニングレーザピーニング，音響インピーダンス，プラズマ閉じ込め層hitoshi@ele.kindai.ac.jpレーザ加工，医療部材CORE-SHELL構造チタン粉末，選択的レーザ溶融法，窒素固溶強化kondoh@jwri.osaka-u.ac.jp中野 人志近藤 勝義本研究では、レーザピーニングの高エネルギー利用効率化を目的として、プラズマ閉じ込め媒質の音響インピーダンスを変化させて金属材料へのレーザピーニング処理実験を行った。表面硬度、圧縮残留応力、および高速度カメラによるプラズマ閉じ込め層の観測結果から、レーザピーニングに適切なプラズマ閉じ込め層の条件を考察した。プラズマ閉じ込め媒質として、水およびグリセリン水溶液を用い、水の温度変化およびグリセリン水溶液の濃度変化によって簡便に音響インピーダンスを制御した。音響インピーダンス制御はレーザピーニング効果の向上に有効であることを実験的に明らかにした。また、粘性を有する液体をプラズマ閉じ込め媒質として使用する際はキャビテーションバブルの振る舞いに注意が必要であることを示した。本研究では，高比強度と優れた耐腐食性，生体親和性を有するチタン材料を対象に，金属積層造形法の一つである選択的レーザ溶融法を用いて廉価な窒素成分を強化元素として活用し，高濃度窒素含有Ti積層造形体の高強度化を試みた．特に，レーザ積層造形法に適した純Ti球状粉末に対して窒素ガス雰囲気中での熱処理を施すことで表面が窒化物層で覆われたCORE-SHELL構造Ti-N粉末を開発した．この粉末と純Ti粉末の混合比率を変えることで窒素含有量を調整し，Ti-N積層造形体における結晶集合組織と力学特性の窒素量依存性を定量的に解析した．その際，強化機構の定量解析に関して，α-Ti結晶粒の微細化による粒界強化と窒素溶質原子による固溶強化に着目し，Hall-Petch経験式とLabuschモデルを利用した理論計算によってそれぞれの強化量を導出した結果，引張試験を通じて得られた実験結果との良い一致を確認した．プラズマ閉じ込め層の音響インピーダンス制御による CORE-SHELL構造粉末を用いたレーザ積層造形チタン材の強化機構の解明レーザピーニング効果向上に関する研究
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