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TEL. 022-795-7407

〒980-8579 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-20

研究内容RESEARCH

「寄附講座」で行う主な研究

○硬質材料の状態図計算 W-Co-C系、W-Ni-C系、W-Fe-C系の状態図を計算し、結合相の違いによる液相出現温度やその範囲の違いを比較して組織形成への影響について解析する。また、サーメット(Ti-Ni-C系)やTiC添加(W-Ti-C系)、4元系(W-Co-Cr-C系)への展開について検討する。

○超硬合金の組織形成のモンテカルロ(MC)シミュレーション 再配列とオストワルド成長を導入した液相焼結の組織形成のMC計算を行い、WC-Co合金への適用についての検討と、組織形成への温度、Co量、WC粒度の影響について詳しく解析する。

○粉末成形と焼結の有限要素法(FEM)シミュレーション  FEMを用いて、粉末成形の金型との摩擦による不均一な密度分布の解析と、不均一な焼結による変形を解析する。また、組織形成のMCと変形のFEMを連携させたマルチスケール計算を行い、焼結による組織形成と変形の相互作用について解析する。

○離散要素法(DEM)を用いた粉末(顆粒)の金型成形と破壊のシミュレーション 粉末(顆粒)の金型成形のシミュレーションを行い、不均一な力の伝達と摩擦による顆粒の変形や密度の不均一性を解析する。また、超硬合金の破壊のシミュレーションを行い、超微粒超硬合金(高強度材料)の破壊挙動について検討する。

その他(実験とシミュレーションの両方を駆使する)
〇Coを代替・低減する超硬合金の設計指針の提案
〇限界強度や高強度合金(超微粒)の機構の解明
〇PVD被覆用の超硬合金の特性(とくに密着性)とCr添加との関係の解明

※これら研究内容についてはあらためて参加企業の意見をお聞きする


  • 液相焼結のMCシミュレーション
  • 液相焼結のMCシミュレーション〜WC-Co超硬合金への適用
  • 超硬合金の状態図計算と材料設計
  • MCとFEMを連成させた焼結シミュレーション
  • DEMによる超微粒超硬合金の曲げ破壊の解析
  • WC-Co 超硬合金の粒成長に対するTi(C,N)粒子分散の抑制効果
  • Ti(C,N)とCr3C2を複合添加したWC-Co超微粒超硬合金の強度

東北大学大学院 環境科学研究科
松原研究室

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