構造材料設計学研究グループ

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ミクロ・ナノ組織を理解し、材料を革新する。

高田・塚田研究室は、構造材料の中のミクロ・ナノの組織を理解し、新しい構造材料をつくるための研究をしています。
実験と、理論計算・データサイエンスの両方から、材料のつくり方が生み出す組織の本質を探り、組織を制御する原理を見つけます。
金属3Dプリンタを使った合金の開発や、不純物を活かしたアルミニウム合金、めっき皮膜、フェーズフィールド法による組織の予測などに取り組んでいます。

Research研究课题

身の回りの構造材料は、鋳造、溶融めっき、熱処理、3Dプリンタなどさまざまなつくり方で生産されています。実験と理論計算・データサイエンスの両面から、つくり方が生み出すミクロ・ナノ組織の本質を理解し、新しい構造材料の成分とつくり方を設計します。

※示意图

金属3Dプリンタの非平衡状態を活かす↗

金属3Dプリンタでは、レーザで溶かした金属が一瞬で固まり、これまでにない非平衡状態の組織ができます。この状態を利用してアルミニウム合金の性能を大きく高める材料設計を進め、銅合金や鉄鋼材料、複合材料の開発にも広げています。

※示意图

不純物を活かすアルミニウム合金↗

リサイクルしたアルミニウムに多く含まれる鉄やケイ素などは、材料をもろくするため、ふつうは取り除かれます。鋳造や熱処理を使ってこれらの元素を有効に使い、アップグレードリサイクルにつながる合金の成分とつくり方を設計します。

※示意图

鉄鋼のめっき皮膜を理解する↗

鉄鋼材料をさびにくくする溶融亜鉛めっきについて、皮膜の細かな組織ができるしくみを理論計算で理解し、加工のしやすさなどに関わる要因を電子顕微鏡を使った実験で解き明かします。

※示意图

小さな結晶の変形を調べる↗

電子顕微鏡で見る試料の決まった場所からマイクロピラーを切り出して押しつぶし、金属や、複合材料の中の相、表面のコーティングなどの強さと変形のしかたを調べます。

Voices学长学姐的评价

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