Basic research to develop fiber-reinforced double-phase alloys with lightweight and high-electrical conductivity

カーボンニュートラル社会の実現に向けて，自動車などに搭載される電線（ワイヤーハーネス）用素材の軽量化が求められている．これに呼応して，CuやAlを基軸にした導電材料では強度と導電性が高いレベルで両立した材料の出現が切望されている．電線などの強加工材では「ファイバー強化」の利用が有効になる。つまり，① 母相に固溶しにくい元素を比較的多量に添加し，共晶，共析，析出などの二相分離型相変態によってin-situで複相組織を作製する，② in-situ複相材を強加工することにより，第二相がファイバー状に均一分散した複相材にする，の2つの基本工程によって加工硬化，結晶粒微細化による強化，分散強化，複合強化などの複数の効果を重畳できる．これに加えて，母相の組成や第二相の体積分率を調整すれば，導電率も広域で制御可能である．これまで申請者らはCu-Ti合金やCu-Ni-Si合金に対して，過時効処理での析出反応と強伸線加工とを組み合わせることによりファイバー強化型線材を試作し，実用Cu合金において最高レベルの強度－導電性バランスを示すことを実証した．本研究では，これまでに申請者が獲得したファイバー強化型Cu合金線材の開発指針を深化させること，およびCu合金線材で培った知見をAl合金系線材の開発にも展開可能であることを実証・検証し，これによって，軽量高導電性ファイバー強化型複相材料の創製のための基盤学理を構築することを目的とする．そのために，1) 加工性と導電性を備えたIn-situ複相材作製のための組織制御法の確立，2) 強加工による効率的なファイバー強化発現のための要素課題解決に取り組む．これらを包括して，材料創製－組織変化－高機能化の一連を支配する因子を明確化し，軽量高導電性合金群の創製に資する加工熱プロセスの基盤学理を開拓する．

カーボンニュートラル社会の実現に向けて，自動車などに搭載される電線（ワイヤーハーネス）用素材の軽量化が求められている．これに呼応して，CuやAlを基軸にした導電材料では強度と導電性が高いレベルで両立した材料の出現が切望されている．電線などの強加工材では「ファイバー強化」の利用が有効になる。つまり，① 母相に固溶しにくい元素を比較的多量に添加し，共晶，共析，析出などの二相分離型相変態によってin-situで複相組織を作製する，② in-situ複相材を強加工することにより，第二相がファイバー状に均一分散した複相材にする，の2つの基本工程によって加工硬化，結晶粒微細化による強化，分散強化，複合強化などの複数の効果を重畳できる．これに加えて，母相の組成や第二相の体積分率を調整すれば，導電率も広域で制御可能である．これまで申請者らはCu-Ti合金やCu-Ni-Si合金に対して，過時効処理での析出反応と強伸線加工とを組み合わせることによりファイバー強化型線材を試作し，実用Cu合金において最高レベルの強度－導電性バランスを示すことを実証した．本研究では，これまでに申請者が獲得したファイバー強化型Cu合金線材の開発指針を深化させること，およびCu合金線材で培った知見をAl合金系線材の開発にも展開可能であることを実証・検証し，これによって，軽量高導電性ファイバー強化型複相材料の創製のための基盤学理を構築することを目的とする．そのために，1) 加工性と導電性を備えたIn-situ複相材作製のための組織制御法の確立，2) 強加工による効率的なファイバー強化発現のための要素課題解決に取り組む．これらを包括して，材料創製－組織変化－高機能化の一連を支配する因子を明確化し，軽量高導電性合金群の創製に資する加工熱プロセスの基盤学理を開拓する．