高アスペクト比マイクロ・ナノポーラス材料の創成

多孔体は、フィルターや超軽量材料と使用されるだけでなく、高い衝撃吸収性、高い熱交換能力、触媒作用、潤滑剤などの保持性などの多くの機能がある。本研究では、従来の方法では製造が非常に困難である孔の直径がミクロンオーダ以下から数10ミクロンの領域で、孔は非常に高いアスペクト比を有した多孔体に注目し、強磁場凝固プロセス、塑性加工による微細化(組織の相似縮小)、電気化学プロセスによる選択的除去を組み合わせた多孔体形成の可能性を明らかにすることを目的に研究を行った。1.強磁場凝固プロセス過偏晶組成領域では磁場の印加により規則的なロッド組織が形成される領域を、Al-In系、Cu-Pb系さらにAlを添加したCu-Pb-Al系で明らかにした。特に、いずれの系においても数T以上の磁場印加により規則的な組織が形成される領域が拡大することが分かった。2.塑性加工プロセス凝固プロセスにより形成されたAl-In合金中のInロッドの形状を縮小するために、溝ロール圧延を試みた。凝固組織の約1/10程度まで縮小した試料においても、Inロッドは連続していることをX線イメージングにより明らかにした。したがって、塑性加工により組織の微細化が可能であることが明らかになった。3.電気化学処理ロッド径が20ミクロン程度のAl-In合金中のIn相を凝固試料から酸性溶液中で除去し、孔を形成できる電気化学的な条件を明らかにした。さらに、微細なロッドに関しても電気化学的処理のより選択的に除去が可能であることが明らかになった。

多孔体は、フィルターや超軽量材料と使用されるだけでなく、高い衝撃吸収性、高い熱交換能力、触媒作用、潤滑剤などの保持性などの多くの機能がある。本研究では、従来の方法では製造が非常に困難である孔の直径がミクロンオーダ以下から数10ミクロンの領域で、孔は非常に高いアスペクト比を有した多孔体に注目し、強磁場凝固プロセス、塑性加工による微細化(組織の相似縮小)、電気化学プロセスによる選択的除去を組み合わせた多孔体形成の可能性を明らかにすることを目的に研究を行った。1.強磁場凝固プロセス過偏晶組成領域では磁場の印加により規則的なロッド組織が形成される領域を、Al-In系、Cu-Pb系さらにAlを添加したCu-Pb-Al系で明らかにした。特に、いずれの系においても数T以上の磁場印加により規則的な組織が形成される領域が拡大することが分かった。2.塑性加工プロセス凝固プロセスにより形成されたAl-In合金中のInロッドの形状を縮小するために、溝ロール圧延を試みた。凝固組織の約1/10程度まで縮小した試料においても、Inロッドは連続していることをX線イメージングにより明らかにした。したがって、塑性加工により組織の微細化が可能であることが明らかになった。3.電気化学処理ロッド径が20ミクロン程度のAl-In合金中のIn相を凝固試料から酸性溶液中で除去し、孔を形成できる電気化学的な条件を明らかにした。さらに、微細なロッドに関しても電気化学的処理のより選択的に除去が可能であることが明らかになった。