超高温構造材料の開発研究

　航空・宇宙・エネルギーなどの分野で必要とされる高耐熱性，軽量高強度，高耐蝕性などの特性を持った新材料開発のため，超耐環境性先進材料の開発として金属間化合物の研究を産官学共同で推進しています．当所では，活性金属であるチタン(Ti)あるいは高融点金属であるニオブ・アルミナイド(Nb-Al)を取り上げ，これら難加工性材料を粉末から射出成形などによりニアネットシェイプ成形し，焼結して新材料の開発研究を進めています．

スペースプレーンと構造材料(例) 　(a)タービンブレード，タービンベイン 　TiAl粉末をブレード形状に射出成形した状態 　高融点金属間化合物(約1800℃) 　高比強度金属間化合物及び同複合材料(約1100℃) 　(b)機体構造 　高比強度金属間化合物及び同複合材料(約1100℃)

マグネシウム合金の半溶融成形加工法の研究

　マグネシウム合金は実用金属材料中で最も軽量な金属材料ですが，溶融状態では酸素に触れると激しく酸化し，取扱いが非常に危険となります．そこで，部分的に固体を共存させた状態(半分溶融した状態)で加工する半溶融成形加工法の研究開発に取り組んでいます．半溶融状態での組織制御，物理的・機械的諸性質等の制御を中心に研究しています．本プロセスの開発により，マグネシウム合金の成形加工が安全にしかも高精度に行えるようになります．輸送機械材料，産業機械材料，家電材料等の軽量化が大いに推進でき，省エネルギー効果，炭酸ガス排出量の低減リサイクル性の向上等の地球環境問題に対処できる材料開発を行っています．

マグネシウム合金の半溶融成形加工後の組織 　(a)鋳造組織 　(b)半溶融成形加工組織 　従来の金属材料成形加工法である鋳造法による組織(a)に対して，半溶融加工法による組織(b)では，結晶が球状化されており，靱性などの機械的特性や減衰能などの物理的特性の向上が期待されます．

イオン注入による表面改質・微細加工技術

　イオン注入法は，各種元素を固体表面層の中に正確な深さで，正確な量だけ導入する技術であり，固体表面の組成や結晶構造を再現性良く変えることができます．この技術は，材料表面に様々な機能を付与したり，材料の微細加工を行うことに応用できます．例えば，イオン注入と選択エッチングを組み合わせることにより，1〜5μmという極めて薄い単結晶の自立薄膜を作ることができ，その薄膜は高感度赤外センサーなどへの応用が考えられます． 　このように，当所ではイオンビームを用いた新しい材料の開発という観点から研究を進めています．

イオン注入によって作り出される表面層の構造(上) イオン注入によるシリコン単結晶の自立薄膜(下) イオン注入と選択エッチングを利用して作られた約1μmの厚さのシリコン単結晶自立薄膜

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