Multi-scale 3D microstructural control of composite materials via powder assembly

通过粉末组装对复合材料进行多尺度 3D 微观结构控制

• 批准号: 22H01790
• 负责人: 武藤 浩行
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01790/
• 关键词: 複合顆粒; 複合材料; 組織制御; 粉末; 複合粒子; 微構造制御

本提案では、従来の複合材料作製プロセスを一新させる新たな概念を確立することで、複合材料の内部デザイン（広い意味での微構造）に「どれだけの自由度を与えることができるのか？」、これにより「どれだけ材料のポテンシャルを引き出すことができるのか？」を学術的に問うものであり、加えて世界シェア約50％を誇る日本のセラミックス産業を維持、拡大、発展させるための「次の一手」として革新的な粉末冶金プロセスを展開することを目的とする。本申請では、材料内部が３D制御されたスマート部材を作製するためのVoxel Architect Concept (VAC)を提案する。単純に考えれば、内部構造の３D制御には、異なる種類の立方体体積要素「ボクセル（Voxel）」を任意に積み上げて配置（Architect）すれば良い。この概念を粉末冶金法によるモノづくりに展開し、基本要素であるVoxelをナノ粒子の集積体（球状複合顆粒）とし、「レゴブロック」のように所望の位置に配置することで圧粉体の3D構造をあらかじめ決定し、これを焼結することで、目的とする内部構造が３次元的にデザインされたスマート部材を作製する手法を確立する。本年度は、特に顆粒の形成メカニズムの詳細な調査を行い効果的な顆粒作製条件に関しての知見を得ることができた。得られた顆粒を用いることで組成、組織が連続的に変化する傾斜材料を精度良く作製することができることを確認した。

In this proposal, the new concept of the composite material is established, the concept of the composite material is established, and the concept of the composite material is introduced. This is the first time that the materials have been introduced into the market. "the development of industrial technology is very important, and the world market is about 50%. In Japan, it is necessary to maintain, expand, and develop the industry." second-hand "powder metallurgy innovation" powder metallurgy innovation in powder metallurgy industry development purpose. In this application, the 3D system of the material is used to make the material for the Voxel Architect Concept (VAC) proposal. The key elements of the cube, such as 3D control system and Voxel, can be used to improve the quality of any active configuration (Architect). Powder metallurgy, powder preparation, powder fabrication, powder fabrication, and so on. Objective to determine the accuracy of the three-dimensional internal control system. This year, this year, we have made a special report on the conditions for the operation of the fruits of this year. The results show that the accuracy of the slanted material is very good, and the accuracy is very good.