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Verification of electroplastic effect and its mechanism under uniform current density using torsional deformation

利用扭转变形验证均匀电流密度下的电塑性效应及其机理

基本信息

批准号：
21K03803
负责人：
前野智美
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和４年度前半は研究計画に基づき，通電条件および素材の初期条件を変えたねじり試験をアルミニウム（Al）丸棒において実施した．長手方向に電流を印可した場合は，いずれにおいても電流印可による変形抵抗の低下などは確認されなかった．そこで，年度後半は当初計画から少し方針を変更し，電気塑性効果が生じる通電条件を検討する実験を行った．ねじりでは変形の進行とともに塑性変形が半径方向に沿うようになる．そこで半径方向に電流を印可する試験を実施した．半径方向に電極を接触させて電流印可を実施した場合，印可なしに対して５％程度の変形抵抗の低下が確認された．また，電流印可を途中停止，途中印可した場合，その挙動は反転して重なった．半径方向の電流印可では電気塑性効果が生じる可能性が示された．丸棒では冷却側の温度しか測定できていなく，高温側となる内部温度が不明であった．そこでパイプ試験片を採用し内部を水冷し，非冷却側の外側温度を測定して高温側の温度を確認しながらねじり試験を実施した．パイプに外側の温度上昇は5℃以下であり，構築された実験系の冷却性能が十分であることが示された．また，Al丸棒と同様に棒材の長手方向に電流を流した場合，電流印可による変形抵抗の低下は確認されなかった．一方，比較的大きな変形抵抗の低下が報告されているチタン材についても検討をした．Ti材はジュール発熱が大きくなるため，試験片サイズを小さくして冷却性を高めた．温度上昇は接触温度計において60℃程度であった．Ti材のねじり試験では30~40%の変形抵抗の低下が見られた．しかしながら，スポット溶接した熱電対で温度を再度確認したところ，260℃程度の大きな温度上昇が確認された．また，温度上昇と変形抵抗低下の挙動が同じであったことから，Tiにおける変形抵抗の低下はジュール発熱による軟化であるということがほぼ示された．

In the first half of the fourth year, the research plan was based on the basic conditions of electrification and the initial conditions of materials. Long hand direction current can be printed on the occasion, in the middle of the current can be printed on the shape of the resistance to low confirmation. In the second half of the year, the company plans to change its policies and conduct research on the electrical and plastic conditions. The shape of the plastic is changed along the radial direction. The radial direction of the current can be printed. In the case where the radial electrode contact current print can be applied, the print can be confirmed to be less than 5% lower in shape resistance. The current can stop halfway, and the current can stop halfway. The radial direction of the current can be printed on the electric plastic effect produced by the possibility of this. The temperature of the cooling side of the rod is measured, and the internal temperature of the high temperature side is unknown. The temperature of the inner part of the test piece is cooled, and the temperature of the outer part of the test piece is determined. The outside temperature rises below 5℃, and the cooling performance of the construction system is very high. In the case of current flowing in the direction of the long hand of the Al pellet rod and the rod, the current can be printed on the shape resistance and the low resistance can be confirmed. On the other hand, the large shape resistance of the test piece is low, and the cooling property of the test piece is high. The temperature rises to 60℃ on the contact thermometer. The Ti material has a resistance of 30~40%. The temperature of the thermal contact was reconfirmed at 260℃. The temperature rises and the resistance decreases.