2022年02月09日

九大、高強度アルミニウム合金の破壊防止法を確立

【カテゴリー】：新製品/新技術 【関連企業・団体】：九州大学

九州大学大学院の戸田裕之主幹教授（工学研究院）らは9日、岩手大学、高輝度光科学研究センターなどと共同で、大型放射光施設SPring-8による4D観察により、高強度アルミニウム合金にある種の粒子を生成させることで、水素脆化を有効に防止できることを見出したと発表した。 　高強度アルミニウム合金は、航空・宇宙分野や新幹線、スポーツ用品などに広く使われてはいるが、金属に水素が入り込むと、その強度が低下する。水素が関係する破壊現象のためで、さらなる高性能化が阻まれていた。 　研究グループは、これまで高強度アルミニウム合金の破壊過程を4D観察し、得られた画像を詳細に解析してきた。これにより、金属材料中の水素の分布を精密に求め、高強度アルミニウム合金の水素脆化のメカニズムを解明した。 　これに基づき、水素脆化防止のためには、水素脆化をもたらすナノ粒子よりも水素を引き付けやすいミクロ粒子の「水素脆化防止剤」をアルミニウム中につくり、ナノ粒子に水素が行かないようにすれば良いと考えた。しかし、水素を蓄えたミクロ粒子そのものが水素脆化を起こし、アルミニウムの強度がかえって低下する懸念があった。そこで研究グループは、大型放射光施設（SPring-8）で4D観察を行い、ミクロ粒子の水素脆化は生じず、ミクロ粒子による水素脆化防止が有効に機能することを明らかにした。 　安価な添加元素で済むため、アルミニウムの水素脆化を防止できる工業的手法となり得る。これにより、高強度アルミニウム合金のさらなる高性能化や構造部材の軽量化が期待できる。また、リサイクル材の利用などと組み合わせることで、資源やエネルギーの節減、コスト削減なども期待される。 　同研究成果は、2月9日付の国際誌「Acta Materialia」のオンライン速報版に掲載された。 ニュースリリース参照 https://www.kyushu-u.ac.jp/f/46903/22_02_09_01.pdf