ヘテロ凝固核を添加した積層造形用金属粉末の凝固挙動の解明 | 「きぼう」利用のご案内 | JAXA 有人宇宙技術部門

更新 2024年9月30日

Hetero-3DThermo-physical properties of liquid and heterogeneous solidification behavior of powder metals for 3D printer

解析中

宇宙利用/実験期間	2023年～ 2023年
研究目的	本研究では、ヘテロ凝固核添加が凝固挙動（最大過冷度、凝固組織）に与える影響及び融体物性（密度、粘性、表面張力）の温度依存性を明らかにすることを目的とする。ヘテロ凝固核を添加しない試料での実験結果との比較を行い、添加の効果を明らかにする。
期待される利用/研究成果	本ISS実験成果の活用により、3D積層造形における溶融・凝固シミュレーション、凝固組織制御が可能となると期待できる。浮遊実験は既に多くなされているが、実用目的に意図的にヘテロ凝固核を添加した純チタン及びチタン合金（Ti6Al4V）の凝固挙動解明、融体物性測定を行う点が、他の研究と異なる。
関連トピックス	静電浮遊炉を利用したHetero-3D実験が終わりました！（2023年5月25日）平成29年度「きぼう」を使った材料の熱物性値測定・新機能材料創成実験【基盤研究利用コース】搭載試料の募集の選定結果について（2018年10月17日）
詳細本実験は2018年度「きぼう」を使った材料の熱物性値測定・新機能材料創成実験【基盤研究利用コース】として選定されました。実験は「きぼう」日本実験棟に設置されている静電浮遊炉（ELF）を利用し行われます。地上実験論文 USUI Takuro, SHIRATORI Suguru, TANIMOTO Kohei, OZAWA Shumpei, ISHIKAWA Takehiko, SUZUKI Shinsuke, NAGANO Hideaki, SHIMANO Kenjiro. Surrogate Models for Magnitude of Convection in Droplets Levitated through EML, ADL, and ESL methods. Int. J. Microgravity Sci. Appl. 40 (2023), 400302. doi: 10.15011/jasma.40.400302 HANADA Chihiro, AOKI Hirokazu, UEDA Yuto, KADOI Koei, MABUCHI Yuji, YONEDA Kanae, YAMADA Motoko, SATO Hisashi, WATANABE Yoshimi, HARADA Yuma, OZAWA Shumpei, NAKANO Shizuka, KOYAMA Chihiro, ODA Hirohisa, ISHIKAWA Takehiko, WATANABE Yuki, SHIMAOKA Taro, SUZUKI Shinsuke. Suppression of Bubble Formation in Levitated Molten Samples of Ti6Al4V with TiC for Hetero-3D at the International Space Station (ISS). Int. J. Microgravity Sci. Appl. 40 (2023), 400301. doi: 10.15011/jasma.40.400301. MABUCHI Yuji, HANADA Chihiro, UEDA Yuto, KADOI Koei, AOKI Hirokazu, SAGUCHI Ryosei, YAMADA Motoko, SATO Hisashi, WATANABE Yoshimi, OZAWA Shumpei, SHIRATORI Suguru, NAKANO Shizuka, KOYAMA Chihiro, ODA Hirohisa, ISHIKAWA Takehiko, WATANABE Yuki, SUZUKI Shinsuke. Analysis method for Recalescence Time Obtained Using High-Speed Camera for Solidification Experiments at the Electrostatic Levitation Furnace in the International Space Station. Int. J. Microgravity Sci. Appl. 41 (2024), 410101. doi: 10.15011/jasma.41.410101. MABUCHI Yuji, HANADA Chihiro, AOKI Hirokazu, KADOI Koei, UEDA Yuto, KUSHIYA Yuta, SAGUCHI Ryosei, YONEDA Kanae, YAMADA Motoko, SATO Hisashi, WATANABE Yoshimi, OZAWA Shumpei, NAKANO Shizuka, ODA Hirohisa, KOYAMA Chihiro, ISHIKAWA Takehiko, WATANABE Yuki, SUZUKI Shinsuke. Dissolution Behavior of TiC Heterogeneous Nucleation Site Particles in Ti-6Al-4V in Electrostatic Levitation Method. Met. & Mat. Trans B 55 (2024), 2467-2484. doi: 10.1007/s11663-024-03108-z. HANADA Chihiro, MABUICHI Yuji, KADOI Koei, UEDA Yuto, KUSHIYA Yuta, AOKI Hirokazu, SAGUCHI Ryosei, YAMADA Motoko, SATO Hisashi, WATANABE Yoshimi, HARADA Yuma, OZAWA Shumpei, NAKANO Shizuka, ODA Hirohisa, KOYAMA Chihiro, ISHILKAWA Takehiko, WATANABE Yuki, SUZUKI Shinsuke. Elucidation of solidification behavior of Ti6Al4V under convection and temperature gradient in various levitation methods. Met. & Mat. Trans B 55 (2024), 2864-2879. doi: 10.1007/s11663-024-03148-5. MABUCHI Yuji, AOKI Hirokazu, HANADA Chihiro, UEDA Yuto, KADOI Koei, KUSHIYA Yuta, SAGUCHI Ryosei, YONEDA Kanae, YAMADA Motoko, SATO Hisashi, WATANABE Yoshimi, OZAWA Shumpei, NAKANO Shizuka, KOYAMA Chihiro, ODA Hirohisa, ISHIKAWA Takehiko, WATANABE Yuki, SHIMAOKA Taro, SUZUKI Shinsuke. Heating Conditions on Electrostatic Levitation Experiments for Grain Refinement of Ti-6Al-4V with TiC. Int. J. Microgravity Sci. Appl. 41 (2024), 4102001. doi: 10.15011/jasma.41.410201. WATANABE Yoshimi, TAKAHASHI Goro, SAGUCHI Ryosei, SATO Hisashi, AOKI Hirokazu, SUZUKI Shinsuke, NAKANO Shizuka, WATANABE Yuki, KOYAMA Chihiro, ODA Hirohisa, ISHIKAWA Takehiko. Crucible-less Processing of Ti with TiC Heterogeneous Nucleation Site Particles by Electrostatic Levitation. Int. J. Thermophys. 45 (2024), 144. doi: 10.1007/s10765-024-03435-y.

鈴木進補 SUZUKI Shinsuke

早稲田大学基幹理工学部機械科学・航空学科教授

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
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