粒子衝突プロセスにおける特異な異種材固相接合現象の究明と常温付加加工への展開

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(1)微粒子ピーニングの速度条件が移着挙動に及ぼす影響について：　一般的な微粒子ピーニングの投射速度である100m/s弱と，本研究で比較対象と位置付けているコールドスプレー並みの投射速度である400～800m/sとで，スズ，亜鉛などの粒子をアルミ被処理材へ投射させて移着の発生を比較した．その結果，高速での投射（コールドスプレー模擬）では用いた粒子がその原型を比較的とどめた状態で移着しうるのに対し微粒子ピーニングではもともとの粒子から生成した微小な破片が移着に寄与していたことが解った．(2)微粒子ピーニングによって移着した成分が被処理材微視組織の変化に及ぼす影響について：　微粒子ピーニングの過程では，移着物が母材中に機械的に混合され，筆者らが「ラメラ状組織」と呼んでいる特異的な微視組織が形成される．このような組織が形成される過程の準その場観察を試みた．ピーニングを逐次中断しながら行い，その各段階でX線CTを用いて表面および内部における鋼由来の移着鉄成分の分布を非破壊的に調べた．この方法により，アルミ母材表面近傍に分布した移着物を検出することが可能であった．さらに，材料内部における移着物の移動の様子を可視化する見通しも得られた．また，ラメラ状組織外縁部における移着鉄成分とアルミ母材との微視的な界面接合強度の測定も行った．過去の科研費課題での研究成果との対比を通して，接合強度は微粒子ピーニングの過程で材料が受ける加工の程度によって支配されている可能性が見出された．(3)微粒子ピーニングにおける移着の発生メカニズムに対する解析的検討：　流体解析と粒子法シミュレーションによって，ノズルから投射される粒子を含む噴流の構造や試験片近傍での粒子の流れについてのシミュレーション方法を確立した．