先端材料機能学

About研究室について

融液から固まるしくみを見て、操る。

先端材料機能学研究室は、溶けた金属が固まるとき（凝固）や結晶が育つときに、材料の組織がどうできるのかを研究しています。
凝固は材料の性質を決める大切なプロセスですが、高温で光を通さないため、分かっていない現象が少なくありません。
時間を追って撮影できるX線イメージングなどの手法を開発し、金属合金の組織のでき方を確かめ、物理モデルやシミュレーションで検証しています。
磁場などへの物質の応答を生かし、結晶の向きがそろった組織をつくる新しい材料プロセスも研究しています。

Research研究テーマ

時間分解X線イメージングなどの実験手法を開発し、金属合金を中心に凝固組織ができる過程を実証的に解き明かしています。物理モデルとシミュレーションで検証し、新しい組織制御や材料プロセスの開発を目指しています。

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固まるようすをX線でその場で見る↗

金属の凝固は高温で光を通さず、そのままでは見えません。SPring-8などの放射光の強いX線を使い、密度や濃度の違いから、組織ができていく過程を時間を追ってその場で観察する手法を開発しています。

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固まる過程を立体的に追う↗

X線の断層撮影を続けて行い、金属が固まる過程を三次元で時間を追って観察する手法（4D-CT）を開発しています。鉄鋼のデンドライトや、アルミニウム合金の結晶が浮きながら育つようすも初めて観察しました。

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凝固組織ができるダイナミクス↗

凝固では核の生成、デンドライトの成長、枝の溶断などが起こり、熱や元素の移動、液の流れが影響し合って組織ができます。この動的な現象をX線で確かめ、物理モデルとシミュレーションで解き明かします。

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鉄鋼の凝固の常識を見直す↗

鉄鋼の凝固で常識とされてきた「包晶凝固」が、ふつうの条件では起こらず、固体のままマッシブ的に変態することを、その場観察で明らかにしました。この変態を解明し、新しいプロセス制御につなげます。

Voices先輩の声

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