Trans-scale structural control and strengthening of L12-type (Al, Fe)3Ti-based cellular structure

L12型(Al, Fe)3Ti基多孔结构的跨尺度结构控制与强化

• 批准号: 21K14424
• 负责人: 鈴木 飛鳥
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14424/
• 关键词: セル構造体; 金属間化合物; 微視組織; 規則度; 熱処理; 結晶構造; 反応過程; その場観察; トランススケール; その場反応; 軽量材料

本研究では，反応合成によって作製できる(Al, Fe)3Tiセル構造体のトランススケールにわたる構造制御を通して，軽量，高剛性，高強度な材料を作製することを目指している．当該年度は，(Al, Fe)3Tiセル構造体のナノ・ミクロスケールでの構造制御を目的とした研究を実施した．対象とした構造は，ナノスケールにおける結晶構造規則度（原子配列の規則性）とミクロスケールにおける元素濃度の均一性である．反応合成で作製したままの(Al, Fe)3Tiセル構造体は，規則度が低く元素濃度も不均一であることが分かっていた．そこで，それらの構造を制御するために，高温でのポスト熱処理について検討した．元素濃度の均一化においては，1200℃の高温で熱処理することで達成できることを明らかにした．一方，規則度については熱処理を施しても顕著な変化が見られなかった．そこで，規則度を制御する因子として母材のFeやTi濃度に着目し，これらが異なる試料を作製した．その結果，規則度はこれらの元素濃度に依存して顕著に変化することが明らかとなった．特にAl+Fe：Tiの比が化学両論組成（3：1）に近いほど規則度が1に近くなり，化学両論組成から離れるほど規則度が低下する傾向が見られた．よって規則度を向上させるためには，化学両論組成に近い組成比の(Al, Fe)3Tiセル構造体を作製すればよいことが分かった．以上のように，熱処理および母材の組成の観点から，ナノ・ミクロスケールでの構造制御を実現する指針を得た．

这项研究旨在通过对（Al，Fe）3TI细胞结构的变压器尺度的结构控制来产生轻质，高刚性和高强度材料，该结构可以通过反应合成来制造。在今年进行研究，目的是控制（Al，Fe）3TI细胞结构的纳米微观结构。靶向的结构是纳米级处的晶体结构规律性（原子布置的替代性）和微观元素浓度的均匀性。发现（Al，Fe）3TI细胞结构是由反应合成产生的，其规律性较低，并且在元素浓度中是异质性的。因此，为了控制这些结构，我们在高温下研究了加热后处理。已经揭示了可以通过在1200°C的高温下进行热处理来实现元素浓度的均匀性。另一方面，即使在热处理后，规律性也没有观察到显着变化。因此，我们专注于基本材料的Fe和Ti浓度，作为控制规律性程度的因素，并产生了与这些规律性不同的样品。结果，揭示了规律性的程度明显变化，具体取决于这些元素的浓度。特别是，Al+Fe：Ti比与化学成分（3：1）越接近，越规的定期性越多，化学组成越多，那么规律性就越多。因此，已经发现，为了提高顺序水平，必须准备（Al，Fe）3TI细胞结构，其组成比接近化学成分。如上所述，我们从热处理和基础材料组成的角度获得了实现纳米微观结构控制的准则。

项目成果

燃焼合成発泡法によるポーラスL12型(Al, Fe)3Tiの反応過程

燃烧合成发泡法多孔L12型(Al,Fe)3Ti的反应过程

• 发表时间: 2022
• 作者: 鴇田駿;三鍋雄紀;佐藤裕;鈴木飛鳥，三谷祥大，藤代暉雅，髙田尚記，小橋 眞，冨田高嗣，古川雄一;三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一
• 通讯作者: 三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一

燃焼合成発泡法によるポーラス(Al, Fe)3Tiの微視組織および反応過程

燃烧合成发泡法制备多孔(Al,Fe)3Ti的微观结构及反应过程

• 发表时间: 2023
• 作者: 鴇田駿;三鍋雄紀;佐藤裕;鈴木飛鳥，三谷祥大，藤代暉雅，髙田尚記，小橋 眞，冨田高嗣，古川雄一
• 通讯作者: 鈴木飛鳥，三谷祥大，藤代暉雅，髙田尚記，小橋 眞，冨田高嗣，古川雄一

ポーラスL12型(Al, Fe)3Tiの燃焼合成発泡・反応過程の調査

多孔L12型(Al,Fe)3Ti燃烧合成发泡及反应过程研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 鴇田駿;三鍋雄紀;佐藤裕;鈴木飛鳥，三谷祥大，藤代暉雅，髙田尚記，小橋 眞，冨田高嗣，古川雄一;三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一;三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一
• 通讯作者: 三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一

燃焼合成発泡法によるポーラスL12型(Al, Fe)3Tiのセル構造制御と力学特性

燃烧合成发泡法多孔L12型(Al,Fe)3Ti泡孔结构控制及力学性能

• 发表时间: 2021
• 作者: 鴇田駿;三鍋雄紀;佐藤裕;鈴木飛鳥，三谷祥大，藤代暉雅，髙田尚記，小橋 眞，冨田高嗣，古川雄一;三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一;三谷祥大，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一;藤代暉雅，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一
• 通讯作者: 藤代暉雅，鈴木飛鳥，髙田尚記，小橋 眞，岡田裕二，古川雄一