ISSN 1340-6639

MATERIALS
andPROCESSING

Materials and Processing
Division Newsletter June 2024

NO.67

日本機械学会
機械材料・材料加工部門ニュースレター
部門長の挨拶

th Asian Symposium on Materials and Processing（ASMP２０２４）をインド工科大学（IIT）マドラス校（インド・チェンナイ）にて開催予定であり，第二技術委員会内に設置された組織委員会に準備いただいております．ASMP はアジア各国を中心とする機械材料，材料加工，特性評価等の各分野
第１
０
２期部門長
の研究者・技術者が集い，講演発表を通じて，国際交流の場となることを意図した国際会議です．また第３回（ASMP２０１２）以来の IIT マドラス校での開催であり，研究環境，
松本 良
街並み等の１２年前からの変化や，インドの現在の活気を肌（大阪大学）
で感じることができる絶好の機会となることが予想されます．
これらの講演会が会員同士の交流，情報交換や講演発表の有益な機会となるべく，部門運営委員会一丸となって準備する
所存ですので，皆様のカレンダーにこれらの講演会日程を書き込んでいただけましたら幸いです．特に M&P２
０２
４および ASMP２０
２４での講演発表は各種表彰の対象予定ですの
この度，第１０２期日本機械学会機械材料・材料加工（M&で，若手会員や学生会員の皆様の積極的なご参加をお待ちしP）部門の部門長を拝命いたしました．赤坂大樹副部門長（東ております．
京工業大学），坂井建宣部門幹事（埼玉大学）をはじめ，部
さて，２
０２
３年度に学会本部に提出した本部門の重点活動
門運営委員の皆様，各技術委員会・広報委員会の委員の皆様， 項目の中に，「産業界への貢献」，「大学と企業との交流の推そして学会事務局・近藤愛美様にご協力を仰ぎながら，部門進」があります．これらは応用・実用研究領域も含む本部門
運営・活動に取り組む所存です．部門，学会の活性化およびの特長でもあり，これまで以上に強化したい点でもあります．
会員の皆様へのサービス向上に努めますので，皆様からのご前述の M&P２
０
２
４では，企業所属会員が開発されたあるい指導，ご協力，何卒，よろしくお願い申し上げます．
は開発中の新技術，新装置等をご紹介いただける新技術開発
２０２３年５月の新型コロナウイルス感染症の５類感染症移フォーラムのセッションを設ける予定です（もちろん一般
行後，初めての新年度を迎えました．各種行事や部門の運営
セッションでの講演発表も歓迎いたします）．また第八技術について，コロナ禍以前の従来の方式とコロナ禍で培った非委員会を中心にご準備いただきます M&P サロンの多くは常時の方式を織り交ぜた方式が，２０
２３度までの試行・移行
企業所属の技術者・研究者から技術・研究話題をご提供いた期間を経て，２０２４年度は定着へ向かうものと予想されます． だき，産学連携のきっかけ作りを目指しています．同じく第コロナ禍中のオンライン中心の運営方式では，交流や協議が八技術委員会を中心にご準備いただきます講習会は産業界で制限され，多角的な議論を要する事案，例えば，部門や行事のニーズを考慮したテーマ設定ですので，社内の若手教育，の将来計画を十分に協議できない状態が続いていましたが，中堅技術者・研究者のリスキリングにご活用いただけること
２０２
４年度は解消できることを期待するとともに解消するこを期待しています．このように企業，大学，学会ともにウィとに努めたいと思っています．そのためには委員の皆様はじ
ン・ウィン・ウィンの関係を構築できるよう部門運営を進め
め多くの会員の皆様が集う機会を設けることが重要と考えててまいります．
いますので，現在，準備中の２０２
４年度の主な講演会につい同じく重点活動項目の中に「部門間交流」があります．こて以下に記します．
れは前述の M&P２
０
２
４での M&M 部門との合同 OS のほか
まず９／８（日）〜１
１（水）に愛媛大学にて開催予定の２０２４に，本部門，計算力学部門の２部門合同から始まった講習
年度年次大会は，第一技術委員会を中心に多数の特別企画や会があります．２
０２
４年度からは M&M 部門も加わり，３部
オーガナイズドセッション（OS）を準備いただいておりま
門合同（２
０
２
４年度は本部門が幹事部門）の講習会「機械材す．また部門同好会も開催し，２０
２３年度部門賞・部門一般料・材料加工のシミュレーション・計測と力学（第４回）」
表彰の授賞式を執り行う予定です．１
１／１（金）〜３（日）にを６／１
８（火）にオンラインで開催予定ですので，奮ってごは第３１回機械材料・材料加工技術講演会（M&P２
０２４）を参加ください．このような部門間交流を通じて，部門外に本
富山大学にて開催予定であり，第二技術委員会を中心とした部門のプレゼンスを示すとともに，部門内に新風を吹き込む
実行委員会に準備いただいております．こちらは２
０
２
３年度
所存です．
の材料力学（M&M）部門とのコロケーション（同会期・同
以上，部門行事紹介の色が濃くなりましたが，人口減少に
会場）
開催に引き続き，２０
２４年度は M&M 部門との合同 OS
起因する会員減少の波が押し寄せる中，本部門のさらなる活を準備中です．両部門が関係する研究・開発テーマについて， 性化のためには，より多くの会員の皆様に部門行事に参画・
互いの学術領域との情報共有・交換できる絶好の機会であり， 参加いただくことが最重要と考えています．多くの会員の皆M&M 部門で活動されている方々との交流も可能です．一様に部門運営・活動に関心を持っていただけるよう全力投球
方，国際会議に目を向けますと，１
２／５（木）〜７（土）に７しますので，ご支援を賜りますようお願い申し上げます．
−1−

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Materials and Processing Division Newsletter

みでした．M&M 側との合同委員会を立ち上げながら，試
行錯誤の中で，何とか無事，大会を成功させることができました．一方で，コロケーションによる実のある実績を得るた
めの課題も見えてきております．M&M 側とは，今後のコ
ロケーション活動の活性化の為のワーキングを立ち上げ，今
第１
０
１期部門長
後の交流方針，計画について話し合っていく事としました．
また，講習会では，他部門との共催も企画しており，今後，M&M のみならず，様々な部門との共催事業を実施してい佐々木 元
く流れが出てきています．
（広島大学）
一方，世の中の活動を一変させたコロナ禍も落ち着きを取り戻し，昨年度は，多くの行事で対面形式を採用したり，懇親会を行ったりとほぼコロナ前の活動ができるようになりました．また，コロナ禍で利用した WEB 会議システムを種々の会議や，講習会・講演会などに利用し，多忙な皆様の活動支援も可能になりました．ただ，コロナ禍前には，盛大に行っ
松本良第１０
１期副部門長，山崎泰広部門幹事をはじめ，ていた拡大運営委員会後の，懇親会には，出席いただける方
部門委員会・各種技術委員会の皆様，そして機械材料・材料の人数が少なくなり，自由闊達な意見交換ができなくってい加工部門の活動にご参加，ご協力いただいた皆様のおかげで， ることは少々，残念でもあり，今後の課題でもあると思いま
大過なくなんとか無事に務めを終えることが出来ました．ごす．また，コロナ禍で中断していた歴代部門長懇談会を３
協力，ご支援に心より感謝申し上げます．
月初旬に４年ぶりに開催することが出来，歴代部門長より
昨年度より，新部門制の本実施がスタートし，特に，部門
今後の活動に反映できるようなご意見を多数伺うことができ間の交流を活発にする仕組みづくりが求められるようになりたことは，有益であったと感謝しております．
ました．当部門においても他部門との積極的な交流を促進す
私自身は，今後，部門を支える側として日本機械学会およる為に様々な活動を行ってきました．特に２０
２３年度 M&P
び機械材料・材料加工部門の発展に陰ながら尽力し，世の中
講演会は，M&M とのコロケーションとして２０
２
３年９月の進歩に貢献していこうと考えております．変わらぬご指導，
２７−２
９日に筑波大学で開催したことは部門として大きな試
ご鞭撻の度，よろしくお願いいたします．

部門長退任の挨拶

第１０２期部門代議員
北海道地区
加藤 博之（北海道大学）
東北地区
千葉 翔悟（株式会社斉藤光学製作所）
関東地区
大橋 隆弘（国士舘大学）
梶川 翔平（電気通信大学）
梶野 智史（産業技術総合研究所）
久保田正広（日本大学）
小林 重昭（足利大学）
坂井 建宣（埼玉大学）
瀧澤 英男（日本工業大学）
半谷 禎彦（群馬大学）
柳迫 徹郎（工学院大学）
山崎 泰広（千葉大学）
山田 浩之（防衛大学校）
吉原正一郎（芝浦工業大学）
東海地区
木村 康裕（名古屋大学）

佐藤 尚 （名古屋工業大学）
仲井 朝美（岐阜大学）
西田 政弘（名古屋工業大学）
秦 誠一 （名古屋大学）
北陸信越地区
佐々木朋裕（新潟大学）
増田 健一（富山大学）
関西地区
大谷 章夫（京都工芸繊維大学）
倉嶋 寛貴（川崎重工業株式会社）
田邉 大貴（神戸市立工業高等専門学校）
和田 明浩（大阪産業大学）
中国四国支部
杉尾健次郎（広島大学）
高橋 学 （愛媛大学）
九州地区
廣田 健治（福岡工業大学）
森田 繁樹（佐賀大学）

第１０２期部門委員
部 門 長
副部門長
部門幹事
運営委員

松本 良 （大阪大学）
赤坂 大樹（東京工業大学）
坂井 建宣（埼玉大学）
井原 郁夫（長岡技術科学大学）
伊與田宗慶（大阪工業大学）
上田 政人（日本大学）
大石 正樹（株式会社佐藤鉄工所）
大竹 尚登（東京工業大学）
大津 雅亮（福井大学）
荻原 慎二（東京理科大学）
加藤 博之（北海道大学）
岸本 哲 （東京理科大学）
岸本 喜直（東京都市大学）
坂口 雅人（岐阜大学）
櫻井 淳平（名古屋大学）
佐々木 元（広島大学）
佐藤 知広（関西大学）

品川 一成（九州大学）
清水 和紀（三協立山株式会社）
張 楠（長岡技術科学大学）
燈明 泰成（東北大学）
野老山貴行（名古屋大学）
中尾 航 （横浜国立大学）
中谷 隼人（大阪公立大学）
秦 誠一 （名古屋大学）
平田 祐樹（東京工業大学）
船塚 達也（富山大学）
松崎 亮介（東京理科大学）
宮下 幸雄（長岡技術科学大学）
安井 利明（豊橋技術科学大学）
柳迫 徹郎（工学院大学）
山崎 泰広（千葉大学）
若山 修一（東京都立大学）−2−

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No.67 June 2024

委員会
総務委員会
委員長
松本 良 （大阪大学）
副委員長 赤坂 大樹（東京工業大学）
広報委員会
委員長
梶川 翔平（電気通信大学）
副委員長 山崎 泰広（千葉大学）
第一技術委員会（年次大会）委員長
高橋 学 （愛媛大学）
副委員長 加藤 博之（北海道大学）
第二技術委員会（M&P 関係）
委員長
増田 健一（富山大学）
副委員長 佐藤 知広（関西大学）
第三技術委員会（表彰関係）委員長
小林 訓史（東京都立大学）
副委員長 宮下 幸雄（長岡技術科学大学）

第四技術委員会（国際交流関係）委員長
細井 厚志（早稲田大学）
副委員長 櫻井 淳平（名古屋大学）
第五技術委員会（分科会・研究会関係）委員長
青野 祐子（東京工業大学）
副委員長 燈明 泰成（東北大学）
第六技術委員会（将来計画関係）委員長
荒尾与史彦（早稲田大学）
副委員長 中谷 隼人（大阪公立大学）
第七技術委員会（Journal 関係）
委員長
山田 浩之（防衛大学校）
副委員長 岸本 喜直（東京都市大学）
第八技術委員会（企画・産学交流関係）
委員長
梶野 智史（産業技術総合研究所）副委員長 平田 祐樹（東京工業大学）

第３１回機械材料・材料加工技術講演会（M&P２０２４）開催のお知らせ
第２技術委員会（M&P 担当）
委員長

増田健一（富山大学）

２０２４年１１月１日（金）〜３日（日）の日程で，機械材
料・材料加工部門主催の第３
１回機械材料・材料加工部門技術講演会（M&P２
０２４）を富山大学・五福キャンパスにて対面形式で開催いたします．前回の材料力学部門（M&M）とのコロケーション開催で得られた繋がりを活かし，今回もM&M との合同セッションを予定しています．コロナ禍以前の活発な活動に近づけるべく，技術講演会，新技術開発
フォーラム，若手ポスターシンポジウムに加えエクスカー
ションを実施する準備を進めております．これらの詳細は本ウエブサイトにて，逐次，情報発信いたします．多くの皆様のご参加をお待ちしております．
詳細は下記 M&P２
０２
４のウエブサイトにて，お知らせいた
します．
https : //jsmempd.com/conference/mpdconf/2024/
申し込み等締切日程（予定）
２０２４年７月１２日
講演申込締切
２０２４年８月３０日
予稿集原稿締切

富山大近くから見える立山連峰

連絡先
実行委員長：増田 健一（富山大学）
E-mail : masuda@eng.u-toyama.ac.jp

幹事：船塚 達也（富山大学）
E-mail : funazuka@eng.u-toyama.ac.jp

The７th Asian Symposium on Materials and Processing（ASMP２０２４）開催のお知らせ
ASMP２
０
２
４ General Chair 宮下幸雄（長岡技術科学大学）
２０２４年１２月５日（木）〜７日（土）の３日間の日程で，第７回機械材料・材料加工技術に関するアジアシンポジウ
ム（The７th Asian Symposium on Materials and Processing, ASMP２０２４）を，インド・チェンナイにありますインド工科大学マドラス校（IIT マドラス）で開催いたします．
このシンポジウムは，タイ・バンコク（２
０
０６年）
，マレーシ
ア・ペナン（２００９年），インド・チェンナイ（２
０
１２年）
，イ
ンドネシア・ロンボク（２０１５年），タイ・バンコク（２０１８年），マレーシア・クアラルンプール（２０２２年，オンライン
開催）に続く第７回目のシンポジウムです．ASMP はこれまでに，機械材料，加工，評価の各分野の研究者や技術者に国際交流の場を提供してまいりました．ASMP２０２４でも，研究ネットワーク構築，国際共同研究の推進などを目指し，先端の材料，加工，評価技術に関する情報交換や活発な議論が行われることを期待しています．チェンナイは「インドのデトロイト」とも呼ばれる自動車産業を中心とした産業都市
であり，日本企業も多く進出しています．また，IIT マドラ
スはインドのトップクラスの工学系大学であり，シミュレー
ションやプロセスモニタリングなど IoT 技術を取り入れた
最先端のものづくりを産学連携で進めております．２
０２
２年に日印国交樹立７０周年を迎えたインドと日本の両国にとって，日本機械学会機械材料・材料加工部門がインドで国際シンポジウムを開催することは，今後ますます重要となる科学技術での両国の国際協力をより強固にすると考えます．多くの学生，技術者，研究者の皆様にシンポジウムへのご参加をお願いいたします．なお，チェンナイ近郊には，世界遺産「マ
ハーバリプラムの建造物群」もあり，歴史や豊かな自然を感じることもできます．ぜひ，この機会に，多くの方々にインド・チェンナイに足をお運びいただきたいと思います．
General Chair :R. Gnanamoorthy, IIT マドラス
M. Kamaraj, IIT マドラス
宮下幸雄，長岡技術科学大学
Symposium Secretary :Samiksha Moharana, IIT マドラス
張楠（Nan Zhang），長岡技術科学大学
テーマ：−Advanced Materials
・Metals, Ceramics, Polymers and Composites
・Smart Materials and Structures, Functional Materials−3−No.67 June 2024

Materials and Processing Division Newsletter・Surface Engineering, Thin Films and Coatings−Adhesion and Interface, Welding and Bonding
・Powder Metallurgy
・Sustainable Materials−Advanced Manufacturing
・Additive Manufacturing
・Nanofabrication and Nano／Micro／Meso・Manufacturing
Processes
・Materials Processing, Forming, Casting and Machining
・Sustainable Manufacturing−Processing and properties
・Micro and Nano Technology in Materials and Processing
・Mechanical Properties, Fracture and Reliability
・Dynamic Behavior of Materials and Structures
・Materials Characterization and Measurement Techniques
・Non−Destructive Testing and・Evaluations, Monitoring and Sensing Technology
・Sustainable Material― Processing, Characterization andProperties−Modeling, Analysis and Simulation in Materials andProcessing
主な日程（予定）
アブストラクト締切：２
０
２
４年８月３０日（金）参加登録締切（早期）：２０２４年１０月３０日（水）参加登録締切（通常）：
２０２４年１１月１０日（日）ホームページ： https : //www.asmp 2024.com/
世界遺産，マハーバリプラム

問合せ先・張楠（Nan Zhang），長岡技術科学大学
Email : nanzhang@vos.nagaokaut.ac.jp

部門分科会・研究会活動報告「ナノカーボン複合材料の高性能化に関する研究会」
主査：川田宏之（早稲田大学）「高分子基複合材料の成形加工に関する研究会」
主査 小林訓史（東京都立大学）

本研究会は，ナノカーボン材料の一つであるカーボンナノ
チューブの高度利用技術に焦点を当てた産官学の参加者で構成されている研究会です．本研究会では，関心あるテーマの一つとして，紡績可能なマルチウォールカーボンナノチューブ（CNT）から，ポスト炭素繊維の代替品の開発があります．また，他のナノカーボン材料の利用可能な技術の探査も研究対象としていて，幅広く活動しております．研究会では，
現在２０名強の会員で活動しています．
２０２３年度もコアメンバーとして，静岡大の井上・島村先生のグループ，岡山大の林先生，東北大の山本先生のグループがそれぞれ活動しております．残念ながら全員が一同に会する研究会は開催できませんでしたが，それぞれのグループ
が，昨年度の成果を上回る結果を挙げていて，今後の成果が期待できます．一方で，全体の方向性として，新たに溶融紡糸法による CNT 糸の成形に着手し，基盤法とは異なる紡糸法に挑戦しています．CNT の溶媒として超酸である CSA（クロロスルフォン酸）を用いる手法が最終目標ですが，この紡績法は高純度な CNT を供試材として用いることが可能，
また CNT だけに限定されないナノ材料の成形が可能となる点が魅力です．成形に関しては，紡糸の専門である信州大の後藤先生の協力を得ております．
本研究会での最終的な数値目標は高強度炭素繊維の強度（東レ T７００相当）と同等となっていますなお，研究会へのご参加等のお問い合わせは，主査の川田宏之（kawada@
waseda.jp）までご連絡下さい．

繊維強化プラスチックス（FRP）は，製品の力学的特性
が成形時の様々なパラメータに依存するため，金属材料と比較して特性のばらつきが生じやすく，取り扱いが難しい材料
です．本研究会は，
２０１
６年７月に設置され，FRP をはじめとした高分子基複合材料の成形と特性の関係について，成功例などの良い事例だけでなく，失敗例を含めたデータベースの構築を通して，本材料の取り扱いをより容易にするため，検討を重ねてきました．これまでのワークショップにおける議論を通じて，繊維基材への樹脂含浸のしやすさを表す浸透係数の測定についてベンチマーク策定を行い，再現性の高い測定法を構築してきました．今年度より，連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料（cCFRTP）についても，基材を提供し，各機関にて評価を行うラウンドロビン試験を始めました．また，ワークショップにおける様々な講演を通して，産学の交流を深めています．
昨年度はコロナ禍の状況を鑑みつつ，対面（ハイブリッド）
で４回のワークショップを行いました．

−4−

第２
３回ワークショップ（２０２３年３月２８日，
島根大学 次世代たたら協創センター）
平山尚美（島根大学）「Fe 基アモルファス合金の微細構造解明にむけた理論研究」
森本卓也（島根大学）「繊維強化ゴムの屈曲疲労」
坂口雅人，荒川陸（サレジオ高専）「熱間鍛造を用いた
TCP／PLA 複合材料スクリューの力学的特性に及ぼす鍛造条件の影響」
中谷隼人（大阪市立大学）「Permeability 測定についMaterials and Processing Division Newsletter

No.67 June 2024
柔軟設計と高剛性設計」
川岸広樹，Mohammad Fikry（東京理科大学）「Permeability 測定について―東京理科大学の事例」
大谷章夫（京都工芸繊維大学）「Permeability 測定について―京都工芸繊維大学の事例」
工場見学（カーボンゴルフシャフトの製造）て―大阪市立大学の事例」
小林訓史（東京都立大学）「Permeability 測定について―東京都立大学の事例」
宮武典馬（京都工芸繊維大学）「Permeability 測定について―京都工芸繊維大学の事例」
第２４回ワークショップ（２０２３年６月１０日，日本大学 理工学部駿河台校舎）
大島草太（東京都立大学）「CFRP の層内樹脂割れに対する亀裂進展抵抗の評価」
Mohammad Fikry，荻原慎二（東京理科大学）「An extended variational model for stress analysis in composite laminates with ply discontinuity」
小林訓史（東京都立大学）「繊維不連続部を有する UD−CFRP の強度に及ぼすオーバーラップ長さの影響」
勝間田紗英，小笠原俊夫（東京農工大学）「ドーム・シリンダ接着型 CFRP 水素タンクにおける継手構造の強度評価」
伊村信祐，中谷隼人（大阪公立大学）「繊維不連続部周辺の微小損傷蓄積による CFRP 積層板の擬似的延性」
Mohammad Fikry（東京理科大学）「Permeability 測
定について―東京理科大学」
宮武典馬（京都工芸繊維大学）「Permeability 測定について―京都工芸繊維大学の事例」
第２５回ワークショップ（２０２３年９月７日，藤倉コンポジット 原町工場）
大谷章夫（京都工芸繊維大学）「局所加熱をもちいた
FRTP 積層板の新規曲げ加工法に関する研究」
小山昌志（明星大学）「CFRP 製フライホイールのVaRTM 法成形に向けた流動解析の基礎検討」
上田政人（日本大学）「キンクバンドの局所化を考慮した一方向 CFRP の圧縮強度予測」
上田政人（日本大学）「３D プリント CFRP における

第２６回ワークショップ
（２
０
２
３年１
２月２
２日，宮崎市民プラザ）
木之下広幸（宮崎大学）「廃ガラス繊維強化プラスチッ
クの再利用に関する研究」
大谷章夫（京都工芸繊維大学）「繊維直接投入射出成形を用いた天然繊維含有成形品における繊維分散状態および力学的特性に関する研究」
井尻政孝（東京都立大学）「超音波照射下の水中高速噴
流処理を用いた技術による材料表面の高機能化」
中谷隼人（大阪公立大学）「CFRTP 積層板に対するピ
アスナット取り付けの試み」
川岸広樹，Mohammad Fikry（東京理科大学）「Permeability 測定について―東京理科大学の事例」
大谷章夫（京都工芸繊維大学）「Permeability 測定について―京都工芸繊維大学の事例」
本年も４回程度のワークショップと第３２回機械材料・材
料加工技術講演会でのオーガナイズドセッション（高分子材料を用いた成形加工）の企画を予定しております．
現在検討している面内浸透係数測定法のベンチマーク策定についてはある程度の結果が得られており，論文の形で発表する準備をしています．また冒頭で述べましたが，企業様のご厚意により，cCFRTP の中間基材をご提供頂き，成形性や特性評価に関する検討も始めております．
次回ワークショップは６月，次々回は９月に対面での開催を予定しております．ご興味をお持ちの方は小林（koba@tmu.ac.jp）まで随時御連絡お願いいたします．

２０２３年度部門賞・部門一般表彰の受賞者決定
第１０
１期第３技術委員会（表彰関係）委員長
大津雅亮（福井大学）
当部門では，機械材料・材料加工関連の学術的・技術的分
野の発展あるいは当部門の運営において，多大なる貢献をされたと認められる方々を表彰しています．第３技術委員会（表彰関係）における厳正かつ公正な審査の結果，以下の方々
が２０２３年度の受賞候補者として推挙され，部門運営委員会
にて受賞が決定されました．授賞式は，本年９月に愛媛大学にて開催される２０
２４年度年次大会期間中の部門同好会において，受賞者の皆様をお迎えして開催を予定しております．
受賞者の皆様，誠におめでとうございます．
■部門賞（功績賞）宮下幸雄（長岡技術科学大学）■部門賞（業績賞）燈明泰成（東北大学）■部門賞（国際賞）小林訓史（東京都立大学）■部門一般表彰（優秀講演部門）
・赤坂大樹（東京工業大学）「ガラスとシリコン上に形成したアモルファス炭素膜のレーザー照射による接合」（M&P２０２
３）
・青木卓哉（宇宙航空研究開発機構）「フィルムボイリング法により試作した SiC 繊維強化 SiC
基複合材料の微視組織と力学特性」（M&P２０２
３）・小谷政規（宇宙航空研究開発機構）「SiC／SiC 複合材料に対するタルボ・ロー干渉計による損傷検知能力」（M&P２０２
３）・上田政人（日本大学）「繊維初期不整角のばらつきを考慮に入れた一方向 CFRPの圧縮強度予測」（M&P２０２
３）■部門一般表彰（奨励講演論文部門）
・嶋貫研人（株式会社 豊田中央研究所）「舘−三浦の多面体によるマルチセル構造を充填したパイ
プのエネルギー吸収特性評価」（M&P２０２
３）
・佐野光哉（名古屋大学大学院）「Ga 固溶 Fe ナノ結晶軟磁性合金薄膜の磁歪特性」
（M&P
２
０
２
３）
■部門一般表彰（新技術開発部門）
・大石正樹（株式会社 佐藤鉄工所）（M&P２０
２
３）「引抜・ロール連続成形による CFRTP 構造部材の高速成
形」■若手優秀講演フェロー賞（当部門選定）
・福家稔（大阪工業大学）「Fe／Al 異材抵抗スポット溶接における IMC 形成状態に及ぼす外部冷却の影響」（M&P２０２
３）・大野萌佳（東京理科大学）「ZrO２系ハイエントロピーセラミックスの熱的特性に及ぼす安定化剤の影響」（M&P２０２
３）・苅谷香槻（東京都立大学）「スラリーコーティングを用いた金属バインダジェット積
層造形体の高密度化手法の提案」（M&P２０２
３）■部門一般表彰（国際貢献部門）
該当なし

−5−

No.67 June 2024

Materials and Processing Division Newsletter○部門賞（功績賞）：１件○部門賞（業績賞）：１件「功績賞を受賞して」「業績賞を受賞して」

長岡技術科学大学
宮下 幸雄 氏東北大学
燈明 泰成 氏この度は栄誉ある機械材料・材料加工部門功績賞を賜り光
この度は，栄誉ある日本機械学会機械材料・材料加工部門
栄に存じます．これまでに学会活動を通じてご指導，ご支援
業績賞を賜り，大変光栄に存じます．関係各位の皆様方，日賜りました多くの方々に心より感謝申し上げます．ありがと頃より部門活動においてお世話になっております皆様方に改うございました．
めまして厚く感謝御礼を申し上げます．
機械材料・材料加工部門には，恩師であります武藤睦治先
私は新しい材料システムを創るために優れた物理的諸特性
生のご指導により学生の頃から本部門が関連する学会・OSと幾何学的特徴を有する細線や薄膜といった微細な材料を等に参加させていただき，勉強させていただいておりました． 「つくる」，またこれを使いこなすための研究をしています．
そして，服部俊雄先生が設立された機械材料・材料加工部門
例えば細線の力学特性を「しらべる」ことについて，原子拡「締結・接合部のプロセスと信頼性評価研究会」
（２
０
０
２年１
１
散現象を利用して作製した Al ウイスカの引張強度がバルク
・機械材料・材料加工部門 P―SCD「締月―２００５年１０月）のそれの１０倍以上であることを実測しています．またこの結・接合・接着部の CAE モデリング及び評価技術の構築研
研究から派生して，外形寸法に依らない変形能を比較した時，
０
０
９年３月）
，RC―D
「締結・接合・究分科会」（２００６年５月―２
人間の爪が毛髪よりも曲がり易いことを報告しています．微接着部の CAE モデリング・解析・評価システム構築研究分
細な材料を「つなぐ」ことについて，直径１μm 以下（毛髪０
１１年４月）では幹事を務めさせてい００）の細線同士の接触部に直流電流を付科会」（２００９年４月―２の直径のおよそ１／１
ただきました．これらの研究会・分科会活動には，大学関係
与することで同接触部をジュール熱により接合することに成者だけではなく多くの企業の方々もご参加いただいており，
功しています．微細な材料を「つかう」ことについて，アル関連する講習会も企画させていただき，学会の意義や産学連
コールの種類と濃度を識別するためのナノワイヤ溶液センサ
携について多く学ばせていただきました．部門の運営に関しや，Fe 板に Al 薄膜を蒸着した薄板型熱発電機を開発し，ては，２００７年度に第６技術委員会（将来計画関係）幹事，
実用化を目指して研究しています．また材料システムの性能
２００
８年度に第５技術委員会（分科会・研究会関係）幹事，を司る薄層の健全性評価のために，音響共鳴現象を利用した
２００
９年度および２
０１
０年度に広報委員会幹事，２
０１
１年度に
超音波計測法を開発しています．これは音波が薄層を通過す
広報委員会委員長，２
０
１２年度に第６技術委員会（将来計画
る際，音圧透過率・反射率が周波数依存性を示し，両者が共関係）幹事，２０１３年度に第６技術委員会（将来計画関係） 鳴周波数において極値をとる現象であり，これを利用して薄委員長，２０１４年度に部門幹事および総務委員会幹事，２
０
１
５
層の音響物性値や膜厚の２次元分布を取得することに成功
年度に第４技術委員会（国際交流関係）委員長を務めさせしています．
ていただき，またほかに運営委員としても参加させていただ
上述の様な研究の発表の場として，正に本部門が相応しく，いております．この度，功績賞を賜り，これまでの自身の部
オレゴンでの ICM&P２
０
１
１に参加させていただきまして以門活動を振り返りますと，私自身が本部門に勉強させていた
降，国際（ICM&P・ASMP）・国内会議（M&P）に参加さ
だき，育てていただいたことばかり思い出されますが，そのせていただいております．高強度な細線は時に加工性を低下ような中，微力ながらもお役に立てておりましたら幸いに存させますが，これを改善するためにジュール熱により結晶粒
じますのは国際交流関係の活動です．とくに ASMP に関しを成長させた成果に対して２
０
１
５年度部門一般表彰（優秀講ては，２０１２年インド，２０
１５年インドネシア，２
０
１８年タイ， 演論文部門）を賜りましたことは大変な励みとなりました．
２０２
２年マレーシア（オンライン）と企画・運営に参加させ部門活動では２
０
１
３〜２
０
１
７年度，２
０
２
３年度に運営委員会ていただきました．ASMP は，研究成果を発表して意見交委員を務めさせていただき，これまでに第２，
５，
７，
８技術委
換を行う目的とともに，国際的な研究ネットワークの構築を
員会委員を経験させていただきました．バンコクで開催され目指しております．我が国の経済や安全保障の面でも重要性
た ASMP２
０
１
８では Scientific and Program Committeeが増すアジア地域の国々の科学技術分野での今後の発展に対の Chair を務めさせていただき，併せて同シンポジウムのしても，本部門の柱であります「機械材料」「材料加工」「特Mechanical Engineering Journal 特集号の Editor in chief
性評価」は重要であり，本部門の影響力と貢献は大きいと考を務めさせていただきました．実行委員長を務めさせていた
えております．また他の活動としまして，年次大会や部門講
だきました M&P２
０
２
１はコロナ禍のためオンライン開催と演会では，溶接・接合関係の OS を企画させていただいてなりましたが，皆様方の多大なるご支援の下，通常規模のおり，毎回多くの方々にご参加いただき盛会となっておりま
２２２名の参加者と１
６
１件の講演を賜りましたことは感謝のす．溶接・接合はものづくりに不可欠であり，材料，プロセ
念に堪えません．２
０２
２年度より日本機械学会学術誌のス，信頼性評価，が関わっていることから，本部門の特徴を
SMM カテゴリエディタを務めさせていただいております．
活かした産学連携の研究交流の場をご提供できていることとアソシエイトエディタ，校閲者としてご協力いただいており
期待しております．これからも本部門活動を通じて学んだこます皆様方にはこの場をお借りしまして改めて感謝申し上げとを活かし，学会や部門の発展に微力ながらも貢献したいとます．
考えております．とくに，学生や若手の研究者・技術者の皆最後になりますが，今後も微細材料の利活用と評価に関す様に，私自身が経験させていただきました，「学会が楽しい」 る研究活動に精進しますと共に，部門活動・運営にも協力さと感じていただけるような活動を推進したいと思っておりませていただき，本部門の発展に貢献できるよう，微力ながらす．本部門のますますの発展を祈念いたしますとともに，引努めさせていただきたいと考えております．部門の皆様方にき続きご指導賜りますようよろしくお願い申し上げます．
おかれましては，今後共ご指導ご鞭撻の程，何卒宜しくお願い申し上げます．

−6−

Materials and Processing Division Newsletter

No.67 June 2024

○部門賞（国際賞）：１件○部門一般表彰（優秀講演論文部門）：４件「国際賞を受賞して」「SiC／SiC 複合材料に対するタルボ・ロー干渉計による損傷検知能力」

東京都立大学小林 訓史 氏
この度は，機械材料・材料加工部門の部門賞（国際賞）をいただき，誠にありがとうございます．本受賞は ICM&P
２０２２への貢献に対するものと理解しております．ICM&P
２０２
２にご協力いただいた部門の皆様，講演者の皆様，参加者の皆様に心より感謝申し上げます．
ICM&P２０２３はコロナ明けの最初の部門の対面（ハイブ
リッド）で行う技術講演会となり，さらにこれまで行ってきた ICM&P とは異なり，当部門の単独開催での国際会議となりました．最初企画の検討を始めたときは，本当に対面でできるのか？参加者は集まるのか？外国の方は参加してくれるのか？など，実行委員会内で色々な意見がありました．私自身，毎日国内感染者数のグラフを確認して一喜一憂していました．また，コロナ禍渦中での検討の開始ということもあり，海外での開催が可能であるのか全く見当がつかず，早々に国内開催といたしました．その後も，会場の都合で昼食や飲み物の提供ができず，さらにコロナの第５類への移行が５月であり，それ以前に参加費の決定，参加登録の開始があったため，バンケットについても開催を断念しました．
当初は，講演件数は１００件程度集まるかな，と実行委員会内で話していたのですが，蓋を開けてみれば，口頭発表，
ポスター発表を併せ２３８件もの講演がありました．非常に感謝しております．ただ一方で，国外からの参加者数が極めて少なく，こちらについては今後の課題かと思っております．
お世話になった方の名前を挙げるときりがないのですが，大会委員長の名古屋大学秦先生にはいろいろと相談に乗っていただきました．また，Executive Committee の Co-Chair
である，埼玉大学の坂井先生，東京都市大学の岸本先生には実質的な運営のすべてをお願いしました．その他，Organizing Committee，Executive Committee，Program Committee，Scientific Committee の皆様にも非常に助けられました．感謝しております．
次回 ICM&P は２０
２４年に千葉大学の山崎先生の下，海外（南の島を予定）で行うことを検討しています．今回の経験を生かして，より良い講演会にしていくよう，協力していきたいと思っております．皆様におかれましても，是非御参加のほどよろしくお願いします．

宇宙航空研究開発機構
小谷 政規 氏

この度は，２０
２
３年度部門一般表彰（優秀講演論文部門）に選出頂きまして，誠にありがとうございます．大変光栄に存じます．本講演論文は，２０２３年９月に筑波大学で開催された第３０回機械材料・材料加工技術講演会（M&P２
０２３）にて講演させて頂いたものです．あらためまして，当講演会の開催・運営にご尽力頂いた皆さま，本講演論文を審査頂いた
委員の皆さま，本研究遂行にご指導とご協力を頂いた方々に厚くお礼申し上げます．以下に本講演論文の概要を紹介させて頂きます．
SiC 繊維強化 SiC 基（SiC／SiC）複合材料の航空エンジンへの適用拡大が進められる中で，その製造や整備の現場で用いることが出来る効率の高い非破壊検査手法が求められています．本研究では，その有力候補として X 線タルボ・ロー
干渉計に着目し，CMC のモデル試料に精密な力学試験によって段階的に損傷を与える過程に適用して，その検知能力を評価しました．
この手法によると数秒の撮影時間で透過画像が得られ，この一種である小角散乱画像には，試料のヤング率が低下し始めた荷重で引張荷重の負荷方向に垂直に伸びる白い線が出現
し，以降荷重の増加に伴ってランダムな位置に増殖する様相が観察出来ました．この白い線の正体を高分解能 X 線 CTによる観察とそのデータに対する画像解析を駆使して調べる
ことによって，繊維に垂直方向にはしるマトリックスクラッ
クであり，その増殖はマルティプルフィラクチャーを捉えたものであることを確認しました．またこの白い線は，試料が引張負荷を受けて開口しているクラックのみならず，除荷されて閉口し高分解能 X 線 CT でももはや捉えられないク
ラックも高確率で識別出来ることが分かりました．以上から，この手法によって，部品検査が通常行われる無負荷の状態で，その材料のヤング率低下を引き起こす損傷を検知し得ることを実証しました．
また，それぞれの画像撮影時の試料の伸びをその画像で識別されたクラック数で除することによって算出された平均クラック開口変位の動向を評価しました．荷重負荷中には，荷重が大きくなるに連れてクラック数が増すと共にクラック開
口変位の平均値も直線的に増大することが分かりました．一方で，除荷すると，十分発達したクラックは平均して１μ m程度の開口変位を残すことが分かりました．このように，通常は観察等によっても把握が困難な損傷の状態を，平均値ではありますが見積もることが出来ました．
この度の受賞を励みとして，SiC／SiC 複合材料の発展に今後も引き続き微力ながら尽くして参りたいと思いますので，ご指導ご鞭撻のほど，よろしくお願い申し上げます．

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No.67 June 2024

Materials and Processing Division Newsletter「繊維初期不整角のばらつきを考慮に入れた一方向 CFRPの圧縮強度予測」「フィルムボイリング法により試作した SiC 繊維強化 SiC
基複合材料の微視組織と力学特性」

日本大学
上田 政人 氏宇宙航空研究開発機構
青木 卓哉 氏

日本機械学会機械材料・材料加工部門における部門一般表
彰（優秀講演論文部門）に選出していただきまして，大変う
れしく思っております。この賞は第３０回機械材料・材料加工技術講演会にて発表させて頂きました講演論文に対するものであり，審査および推薦をしていただきました皆様に厚くお礼を申し上げます。また，本研究成果を得るまでに一緒に研究を進めてくれた学生とご助言を頂きました皆様には，この場をお借りして御礼を申し上げます．以下に本研究の概要を紹介させていただきます．
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は高強度材料として知られていますが，繊維方向の圧縮強度はその引張強度の半分程度しかありません．繊維方向の引張強度は炭素繊維の引張強度に依存しますが，圧縮強度は母材樹脂の特性と炭素繊
維の揺らぎに影響を受けます．炭素繊維に揺らぎがあると，圧縮荷重の増大に伴い母材樹脂にせん断変形が生じて局所的に降伏することにより，炭素繊維を支持する効果が低下します．母材樹脂の降伏領域が拡大していくと，炭素繊維が横方向に倒れて最終破壊が生じます．炭素繊維の揺らぎは CFRPの製造工程で発生しますが，炭素繊維の直径が５μm 程度と非常に小さいために，完全に抑制することは困難です．
CFRP の繊維方向の圧縮強度は母材樹脂の非線形特性と繊維初期不整角とを用いて解析的に算出が可能であることが報告されています．しかしながら，全ての炭素繊維が同一の繊維初期不整角を有していると仮定し，製造工程で生じる繊維初期不整角のばらつき（炭素繊維の揺らぎ）は無視されていました。一方向に炭素繊維を配向するので，繊維初期不整
角は０°とすべきですが，このように仮定すると従来手法では非現実的に大きな圧縮強度が算出される問題があり，圧縮強度を正しく予測することは困難でした．繊維初期不整角に１°や２°などの値を入れて計算するのが一般的ですが，力学的な根拠が無い状態での予測となっていました．
そこで本研究では，繊維初期不整角のばらつきを考慮に入れて，CFRP の繊維方向の圧縮応力−圧縮ひずみ線図及び圧縮強度を予測する方法を提案しました．これによって，実験から求めた繊維初期不整角のばらつきを考慮に入れて圧縮強度を解析的に求めることができるようになりました．また，
繊維初期不整角の平均値とばらつきとが圧縮強度に与える影響を定量的に示すことができました．
この度の受賞を励みとして，より一層研究に精進し，社会に役立つ成果を出していきたいと考えております．今後とも皆様のご指導・ご鞭撻のほど，何卒よろしくお願い申し上げ
ます．

この度は２
０
２
３年度部門一般表彰（優秀講演論文部門）に選出いただきまして，大変光栄に存じます．本講演論文は，
第３０回機械材料・材料加工技術講演会（M&P２
０２３）にて発表させていただいたものとなります．本講演論文を御審査いただきました皆様，本研究の遂行に際し御指導をいただきました皆様に深く御礼申し上げます．以下に本講演論文の概要を紹介させていただきます．
航空機用ターボファンエンジンの軽量化のため，エンジン
高温部材に軽量で高耐熱の SiC 繊維強化 SiC マトリックス
複合材料（SiC／SiC）を適用する技術開発が進められています．仏で考案された膜沸騰法（Film boiling 法；以下 FB
法と略記）は，炭素繊維強化炭素複合材料の炭素マトリック
スを高速形成するための技術ですが，マトリックス原料を変更することで SiC マトリックスが形成できることが確認されています．FB 法による SiC マトリックス形成は，SiC 繊
維織物を低分子量ポリカルボシラン等の液体原料に浸漬し，高周波誘導加熱等により繊維織物を１０００℃ 以上の高温にして行われます．この時，液体の低分子量ポリカルボシランはSiC 繊維織物の外表面で気化し，織物内部に拡散して SiC
マトリックスが析出します．FB 法による SiC マトリックスの生成速度は CVI 法と比べて速く，２０〜５０倍であることも報告されており，SiC／SiC の短時間製造に繋がる可能性があります．
しかしながら，FB 法による繊維織物への SiC マトリック
ス形成には数多くの課題が残されています．一つは処理温度の選択です．処理温度が高すぎると，繊維織物の外表面で SiC
マトリックスが析出，目詰まりするため織物内部でマトリックス形成が進みません．処理温度を低温にすると，織物内部
でマトリックスが形成されますが，低分子量ポリカルボシランを原料とする場合には，無機化が不十分なマトリックスが析出します．このため，その後の FB 処理中にマトリックスの無機化が進んで体積収縮が起き，マトリックスに無数のクラックを含む多孔質の SiC／SiC 複合材料となる課題があります．また，FB 処理温度以上に加熱されると，マトリッ
クスの無機化が更に進行してマトリックスクラックが大きく開口するという課題もあります．
本研究では，高温安定性に優れ，かつ緻密な SiC マトリックスを SiC 繊維織物に短時間形成するために FB 法の処理
手法を改良しました．通常，FB 処理は１０
０
０℃ 以上の一定温度で行われます．今回は，繊維織物を短時間で昇温し，目的温度に到達後に速やかに室温近傍まで降温する，昇降温サ
イクルを繰り返す手法を試みました．室温近傍にまで冷却する理由は，冷却時に繊維織物内部の残存空隙にマトリックス
原料液体を充填し，再加熱時に織物内部からのマトリックス
形成を狙うことにあります．FB 処理の初期では，昇降温サ
イクルの最高到達温度を１０００℃ 程度に抑えることで織物内部でのマトリックス形成を，FB 処理の中盤から後半では，昇降温サイクルの最高到達温度を徐々に高温化し，それまでに析出したマトリックスの無機化を進めました．このような昇降温サイクルを繰り返す FB 処理によって短工期で SiC／
SiC 複合材料を製造する基本技術を確認することができたと考えています．この度の受賞を励みとしまして，より一層研究に精進していく所存です．今後とも皆様のご指導・ご鞭撻のほど，どうぞよろしくお願い申し上げます．

−8−

Materials and Processing Division Newsletter

No.67 June 2024

「ガラスとシリコン上に形成したアモルファス炭素膜のレーザー照射による接合」

東京工業大学赤坂 大樹 氏

○部門一般表彰（新技術開発部門）：１件「Ga 固溶 Fe ナノ結晶軟磁性合金薄膜の磁歪特性」

名古屋大学
佐野 光哉 氏この度は２０２３年度部門一般表彰（優秀講演論文部門）に
この度は第３０回機械材料・材料加工技術講演会（M&P
ご選出頂き，大変光栄に存じます．対象の講演論文は， ガ２０２３）にて発表致しました「Ga 固溶 Fe ナノ結晶軟磁性合
ラスとシリコン上に形成したアモルファス炭素膜のレーザー
金薄膜の磁歪特性」に対し，部門一般表彰（奨励講演論文部
照射による接合 と題しまして，第３０回機械材料・材料加工部門技術講演会（M&P２０２３）で発表した研究になります． 門）を賜りましたことを大変光栄に存じます．本賞にご推薦いただきました委員の皆様，並びに本研究を遂行するにあた
本講演論文を審査頂きました皆様，本研究にご指導・ご協力
りご指導いただきました秦誠一教授，山崎貴大助教をはじめ頂きました皆様に，心より御礼申し上げます．
とする関係者の皆様に厚く御礼申し上げます．以下に，本研
本講演論文のレーザーを用いてダイヤモンド状炭素膜に代究の概要を紹介させていただきます．
表されるアモルファス炭素膜同士を常温常圧で接合できるこ
磁性材料の特性の一つに，外形の変化により材料の磁化がとを示した点に新規性があります．実はこの接合はアモル変化する逆磁歪効果があります．この効果を応用した磁歪式
ファス炭素膜の表面にレーザーを照射して膜の表面形状を
振動ハーベスタは，環境中の振動により発電するデバイスでディンプル状に変形させる前段の研究の中で過程偶然発見し
す．IoT センサ応用に向けた小形化の要求を満たすため，ました．この前段の研究はアモルファス炭素膜の表面をレーデバイスの出力向上が求められており，そのためには磁性材
ザー照射によりディンプル状にすることで，摺動時の相手と料の磁歪と軟磁気特性の両立が必須となります．しかし，従の接触面積を下げ，摩擦係数等を低減するという研究で，波来の単相材料ではこれらの特性はトレードオフとなるため，
長１０６４nm のレーザーをデフォーカス条件で照射する事で本研究ではこれらの特性を両立する複相材料として，ナノ結
ディンプル形状に変形できる事が分かっていました．この晶軟磁性磁歪材料の創製を目指しています．
ディンプル形状の半径を知るため，ディンプル状に変形した
まずナノ結晶磁性材料とは，Fe 基アモルファス前駆体の中央付近の断面を走査型電子顕微鏡（SEM）で連続的に観熱処理により，アモルファス母相中に α-Fe ナノ結晶相を分察した際に，レーザー照射点の中心部に幾つかの深い穴がある事が示され，その内壁が滑らかな断面を呈していた事から， 散析出させた複相材料であり，その構造により高い透磁率を示します．さらに，アモルファス相の正磁歪とナノ結晶相のもしかすると中心部は溶けている，若しくは分解している可負磁歪を相殺させることでゼロ磁歪とし，高周波領域での利能性があると考えたのが本研究の始まりです．本発表でも連用においても優れた軟磁気特性を示します．本研究ではこの名で，当時，主にディンプル形成を担当していた原田君に「ガ
磁歪の相殺を逆手に取り，添加元素によってナノ結晶相を正ラスとアモルファス炭素膜をつけて，Si 基板上のアモルファ
磁歪とすることで両相とも正磁歪とし正味磁歪を発現させ，ス炭素膜とくっつけてガラス側からレーザーを照射したら，その構造から発現する高透磁率と両立させることで，従来の膜同士が接合されるかもね」という話をし，暫くして，「くっ単相材料では困難であったトレードオフの打破を目指していつきました」という報告を受けた際には本当に驚きました．
ます．
照射領域を連続的に観察した断面 SEM 像から，アモルファ
M&P２
０
２
３の発表では，ナノ結晶材料への添加元素に Ga
ス炭素膜同士が接合されている事がはっきりと示されました．
を選択し，Ga の添加量とナノ結晶材料の磁歪量の関係を報非晶質でガラスに近いアモルファス構造の炭素膜とはいえ，告しました．結果として，Ga 添加量の増加に伴うナノ結晶
これまでは無機炭素材料ですので融点は極めて高く，常温常材料の磁歪量の向上を確認し，これは α-Fe ナノ結晶相が Ga
圧では接合が易々とできるとは考えていなかった為です．同の固溶によって正磁歪化したことに起因すると考察しておりじ条件で作製した膜であれば再現性も良く，接合に至らないます．今後はさらなる磁歪量の増加や，ナノ結晶材料の磁歪
照射や膜の構造の条件も幾つか分かってきてはおりますが，特性の解明のために，より幅の広い Ga の添加量の材料の作
現在でも「何でくっつくの？」という質問を頂戴しますが，製，評価を実施します．
なぜくっつくか という現象の本質・評細については明ら
最後に，この度の受賞を励みとしてより一層精進していくかに出来ていません．今後，この点について明らかとすべく所存です．今後とも皆様のご指導ご鞭撻を賜りたく，謹んで研究を進めてまいりたいと考えております．本受賞を励みとお願い申し上げます．
し，より一層研究に邁進してまいります所存です．
機械材料・材料加工部門技術講演会等にて本研究を含め，様々な研究結果をこれからも発信してまいりたいと思っておりますが，その際には皆様よりご指導・ご鞭撻を頂戴致したく，お願いを申し上げます．

−9−

No.67 June 2024

Materials and Processing Division Newsletter「舘−三浦の多面体によるマルチセル構造を充填したパイ
プのエネルギー吸収特性評価」

株式会社豊田中央研究所
嶋貫 研人 氏

○部門一般表彰（新技術開発部門）：１件「引抜・ロール連続成形による CFRTP 構造部材の高速成形」

佐藤鉄工所
大石 正樹 氏この度は日本機械学会機械材料・材料加工部門における部
この度は日本機械学会機械材料・材料加工部門における部門一般表彰（奨励講演論文部門）にご選出いただき，大変光門一般表彰（新技術開発部門）にご選出いただきましたこと，栄に存じます．対象となりました講演論文は，２０２
３年９月
大変光栄に存じます．対象の講演論文は M&P２
０２
３におい
２７日から２９日まで開催されました第３
０回機械材料・材料て講演したものです．本講演論文をご審査いただきました委
加工技術講演会（M&P２０２３）にて発表させていただいたも員の皆様，本研究の遂行に際してご指導，ご協力をいただきのです．ご推薦いただきました学会委員の皆様，並びに本研ました皆様に深く御礼申し上げます．
究の遂行にあたりご指導ご協力賜りました皆様に，この場を炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料（Carbon Fiber Reinお借りして深く御礼申し上げます．以下に本研究の概要を紹
forced Thermoplastics : CFRTP）は高サイクル成形が可介させていただきます．
能であり，優れた二次加工性とリサイクル性を有します．一
ある物体が衝突などにより衝撃を受ける場面において，衝方で建築分野では形鋼のような同一断面形状の長尺の汎用構
撃エネルギーを吸収する構造体の荷重−変位特性のコント
造部材を低コストで製造できる連続成形技術が注目されていロールは物体の保護のために重要となります．これまでに，ます．鉄製の重量がある汎用構造部材に代わり CFRTP を
初期ピーク荷重を低減してフラットな荷重特性を実現できる
汎用構造部材に適用することができれば，軽量化による輸送
衝撃エネルギー吸収構造として折紙の幾何学を利用した研究コストの削減が可能であり，施工時の安全性の向上が考えらがあります．例えば，舘−三浦の多面体（Tachi-Miura Polyれます．さらに二次加工可能な特性を生かし，曲げや溶着を
hedron : TMP）は，１）軸方向，半径方向に折り畳むこと組み合わせることにより，現場での施工効率化も期待できまができる自由度を持つ，２）衝突エネルギーを加えたときにす．このような背景があり，鉄製の汎用構造部材を CFRTP
初期ピーク荷重が発生しない，３）折り曲げプレスとスポッに置換するため，CFRTP 製の汎用構造部材の生産効率を向ト溶接で安価に製作が可能であるという特長があるため，自上し，製造コストを低減することが求められています．
動車衝突時のエネルギー吸収材としての適用可能性が研究さ本賞を授与されました講演は，CFRTP の汎用構造部材のれています．著者らは，これまでに，TMP の幾何学に基づ
生産効率向上および製造コスト低減を目的として，開発した
いて構造体の見かけのポアソン比が正または負に変化するよ連続成形法に関する内容です．同一の断面形状を有する長尺
うに折畳み角を変えて空間充填されたマルチセルを板厚一定の成形品を連続的に成形する方法の一つに引抜成形法がありで設計した後，３D プリンターで造形し，衝撃試験によってます．CFRTP の引抜成形法は，強化繊維および母材樹脂か圧潰することで，TMP の見かけのポアソン比に応じてエネら構成される中間材料を所定の断面形状を有する金型内で加ルギー吸収特性が変化することを確認しました．また，見か熱し，樹脂を溶融させます．
成形の進行とともに金型テーパー
けのポアソン比が負となるマルチセル構造において，圧縮方部での樹脂のバックフローにより発生する圧力で強化繊維に向に傾斜的な板厚増加を持つ試験片を衝撃試験で圧潰するこ
樹脂を含浸させた後，冷却し固化して引抜き，成形品を得まとで，板厚の薄いレイヤーが局所的な変形をして全体座屈をす．引抜成形で構造部材のような複雑形状の成形を高速でお抑制しながら衝撃エネルギーを吸収可能であることも確認し
こなうと，成形時に部位による内圧の違いが発生し，その結ました．このように，TMP の機械特性を変化させることで果，含浸不良や繊維の乱れ等の不具合が発生し，成形速度のエネルギー吸収特性を変化させることができます．
本研究では，この TMP の機械特性の可変性を活用して， 向上が困難でした．一方，金属の長尺形状部材を成形する方法にロールフォーミングがあります．ロールフォーミングは既存のエネルギー吸収構造の性能を向上させることを目的と対になった複数組の成形ロールの間に板を送り込み，漸進的しています．そこで，代表的なエネルギー吸収構造のひとつに曲げ加工を加え，目的形状の長尺形状部材を高速で製造すであるパイプに TMP の幾何学に基づくマルチセル構造をることが可能です．そこで，CFRTP の引抜成形とロール充填した試験片を作製し，円筒状のインパクタを用いた衝撃
フォーミングを組み合わせることで，CFRTP の汎用構造部試験によってエネルギー吸収特性を評価しました．結果とし材の生産効率向上を試みました．引抜成形は成形品の形状をて，パイプ単体では，変位が進むと壁面の座屈により荷重値
単純形状とし，マルチダイシステムと冷却時にせん断力が作が徐々に低下する一方で，見かけのポアソン比が負となるマ
用しない冷却機構を装置に組み込むことによって，従来の約ルチセル構造と組み合わせることで，荷重値の低下を抑制で１０倍の引抜成形速度である０．
５m／min を実現しました．
き，パイプ単体よりも矩形に近い荷重−変位特性が得られる
ロールフォーミング工程では，曲げ加工をおこなうために，ことを明らかにしました．さらに，このような効率的なエネ
材料がヒーターを通過する間に目的の温度まで材料の加熱を
ルギー吸収特性の実現によるインパクタの侵入量の低減も確おこなう必要があり，短時間に加熱可能な加熱技術等の検討
認できたことから，TMP の機械特性の可変性を活用して既をおこないました．これらの検討を元に，引抜・ロール連続
存のエネルギー吸収構造の性能を向上できる可能性を示すこ成形装置の開発を実施しました．引抜・ロール連続成形装置とができました．
は寸法が全長８m，奥行き１．
５m，高さ１．
８m とコンパク
最後に，この度の受賞を励みとして，より一層精進していトな設備であり，成形中の消費電力は１５kW 程度とプレス
く所存です．今後とも皆様のご指導・ご鞭撻のほど，よろし工法と比較すると省スペース，省電力化を実現しています．
くお願い申し上げます．
また，これまでに成形検討した形状は L 字形状，ハット型
形状，Z 型形状があります．今後は形状のバリエーションを増やし，成形事例を積み重ねることで，多様な要求ニーズに対しても対応できるように貢献をしていきたい所存です．
最後に，この度の受賞を励みとして一層精進していく所存です．今後とも皆様のご指導ご鞭撻のほどを賜りたく謹んでお願い申し上げます．

−10−Materials and Processing Division Newsletter

No.67 June 2024

○若手優秀講演フェロー賞：３件「スラリーコーティングを用いた金属バインダジェット積
層造形体の高密度化手法の提案」

東京都立大学苅谷 香槻 氏「ZrO２系ハイエントロピーセラミックスの熱的特性に及ぼす安定化剤の影響」

東京理科大学大野 萌佳 氏

この度は２
０
２
３年度機械材料・材料加工技術講演会にて発表致しました「ZrO２ 系ハイエントロピーセラミックスの熱
この度は，２０２３年度機械材料・材料加工技術講演会にて的特性に及ぼす安定化剤の影響」に対し，第１０
１回日本機発表致しました「スラリーコーティングを用いた金属バイン
械学会若手最優秀講演フェロー賞を賜りましたことを大変光ダジェット積層造形体の高密度化手法の提案」に対し，第栄に存じます．本賞にご推薦いただきました委員の皆様，並
１０
１期日本機械学会若手優秀講演フェロー賞を賜りましたこ
びに本研究を遂行するにあたりご指導いただきました井上遼とを大変光栄に存じます．本賞にご推薦いただきました委員
准教授，新井優太郎講師をはじめとする関係者の皆様に厚くの皆様，並びに本研究を遂行するにあたりご指導いただきま
御礼申し上げます．以下に，本研究の概要を紹介させていたした小林訓史教授，長田稔子特任助教をはじめとする関係者
だきます．
の皆様に厚く御礼申し上げます．以下に本研究の概要を紹介
ジェットエンジンのタービンブレードは Ni 基超合金を基させていただきます．
材とし，ボンドコート（BC）とトップコート（TC）が成膜
付加製造法（Additive Manufacturing : AM）は金型をされております．BC は酸素が基材に侵入することを防ぎ，使用しない造形法であり，従来の加工方法では困難な複雑形
基材と TC 間の熱膨張係数緩和と密着性を向上させる役割状の製品を製造することが可能です．
金属の AM 法には様々を持っています．TC は遮熱性に優れたイットリア安定化ジな方法があり，電子ビームまたはレーザービームで金属を結ルコニア（Yttria Stabilized Zirconia；以降 YSZ）が用い合させるパウダーベッドフュージョン（Powder Bed Fusion
られております．これらで構成される熱遮蔽コーティング: PBF）方式やバインダジェット（Binder Jetting : BJT） （Thermal Barrier Coating：以降 TBC）システムは，年々方式などが挙げられます．PBF 方式はレーザーまたは電子上昇する使用温度に対し，耐熱限界を迎えようとしており，ビームを使用し，金属粉末を選択溶融するため，薄肉鋭利形
代替材料が求められています．基材部が Ni 基超合金からセ状の造形が可能です．しかし，造形には高出力のレーザーを
ラミックスの複合材料（Ceramic matrix composite : CMC）
使用することに加えて，造形に使用する粉末はコストが高いへの置き換えが進みつつある昨今，多孔質膜は酸素や水蒸気ため，航空宇宙分野や医療分野などに使用が限定されていを遮蔽することができず問題となり，緻密で低熱伝導率なます．
コーティングが必要とされております．現在 TC に用いら
BJT 方式では結合剤となるバインダを金属粉末間に浸透れている YSZ は ZrO２ 中に Y２O３ が５―８％ 添加された材料
させ，バインダを硬化，粉末を結合してグリーン体を形成し， であり，室温では準安定な正方晶と立方晶が混在した構造をとります．１２
００℃ 以上で長時間熱処理を行うと，Y 不足のグリーン体を脱脂・焼結することで金属粉末間を結合させ，正方晶相と Y 過剰の立方晶に変化します．この正方晶相，焼結体を獲得できます．BJT 方式は低コストの水アトマイ
立方晶相は冷却時に単斜晶相に相変態するため，およそ ５％ズ粉末が使用可能であることに加えて，設備コストが低い事の体積膨張が生じ，割れ・剥離の要因となってしまいまから高い汎用性が期待されています．
す．１
２
０
０℃ 以上の熱処理を施しても非変態の正方晶相およ
一方 BJT 方式の焼結体密度は低くなる傾向にあります．
び立方晶をもつ新たな TC 材料を求め，ドーピングが試み
これは BJT 方式が粉末間にバインダを浸透させ，粉末を結られてきたものの限界を迎えつつあるのが現状です．
合させるため，造形後に粉末間の空隙が多く発生し，焼結後そこで，YSZ の代替となる新たな TC の性質として高温に空隙が気孔として残存するためです．従来の BJT 方式で下においても安定した正方晶構造を保ち，低熱伝導率というは高温長時間の焼結をすることで焼結体の密度を向上させま特性をもつ新材料を創出することを目的と本研究を行いましす．しかし，この方法では結晶粒が粗大化し，結晶粒の粒界た．方策として，ZrO２ を基本としながら多元素化，すなわが減少するため，結晶粒を微細に保ちながら，気孔を減少さ
ちハイエントロピー化することを試み，ZrO２，HfO２，Y２O３，せる方法が求められています．
Ta２O５ 及び CeO２ の５元系酸化物を反応焼成によって作製
微細結晶粒を有したまま焼結体を高密度化させるため，本して原料粉末としました．ZrO２：HfO２：Y２O３：Ta２O５：CeO２
研究では低温で予備焼結後，熱間等方圧加圧（Hot Isostaticのモル比が ４
２．
５
：
４
２．
５
：
３．
７
５
：
７．
５
：
３．
７
５，４
２．
５
：
４
２．
５
：
５
：
５
：
５，
Pressing : HIP）を行います．HIP は加熱しながら等方的
４
５
：
４
５
：
３．
３
３
：
３．
３
３
：
３．
３
３， ３
８
：
３
８
：
８
：
８
：
８， ３
０．
５
：
３
０．
５
：
１３
：
な圧力を加えることで内部気孔を大幅に減少させる方法であ
１３：
１３の５種類の原料粉末の結晶構造と熱的特性を比較しまり，低温で予備焼結させた焼結体に HIP が適用可能であれした．
ば結晶粒が小さいまま気孔が減少し，機械的特性の向上が期
Zr―Hf―Y―Ta―Ce―O 系において，安定化剤となる Y２O３，
待できます．しかし，HIP で減少できる気孔は閉気孔のみ
CeO２ の割合を増加させることで，エントロピーの増大と結であり，外気と接している開気孔があった場合，加圧を用い晶構造安定化の両立が可能であり，熱伝導と焼結特性からた高密度化効果を得られません．また，低温焼結体に残存すのモル比の試料が緻密な新規遮熱，耐環境コーティング材料
る内部接続した開気孔があった場合，HIP を用いても高密として適していることがわかりました．
実際に Mo 及び SUS
度化しないことが報告されています．そのため，内部接続し３
０
４基板上へ粒子の溶融を伴わず，原料粉末の材料組成を維た開気孔のない低温予備焼結体が求められます．
持できる AD 装置を用いて被膜試験を行ったところ，結晶
そこで本研究では予備焼結前に，バインダと微細粉末で作構造を維持することが可能でした．また，繰り返し同じ条件製したスラリーを表面にコーティングする方法に着目しましでコーティングを行うと，厚膜化が可能であると示すことがた．微細粉末は低温の予備焼結で緻密化するため，内部接続
でき，これまで実現できなかった次世代の TC 材料を生みした開気孔を無くし，HIP で高密度化が期待できます．
最後に，今回の受賞は私にとって大きな励みとなりました． 出すための第一歩になると考えています．
最後に私事ですが，この度就職を機に本研究に区切りを付
今後も，本テーマに関する研究に取り組みますので皆様のごけさせていただきました．今後は直接研究に関わることは少指導ご鞭撻のほどよろしくお願いいたします．
なくなりますが，引き続き同様な研究を行う同研究室の活動−11−

No.67 June 2024

Materials and Processing Division Newsletter

を陰ながらご活躍をお祈り申し上げます．この度の受賞を励度が低下することが課題です．そこで本研究では，過去の研みに社会人としてより一層邁進していく所存であります．今究成果から冷却過程に着目し，温度場の制御手法として外部
後とも皆様のご指導，ご鞭撻のほど，よろしくお願いします． 冷却装置を用い，溶接時に外部から接合部の冷却を行うこと
で，接合部の冷却促進に伴う Alrich の IMC の抑制による継「Fe／Al 異材抵抗スポット溶接における IMC 形成状態に及手強度の改善を試みています．外部冷却装置の仕様としては，
既存の抵抗スポット溶接の電極に取り付け可能であり，装置
ぼす外部冷却の影響」に設けたガス吸入口から冷却ガスを流入し，電極周囲から継手に対して冷却ガスを吹き付けることが可能です．
M&P２
０２
３における発表では，外部冷却装置を用いた Fe／Al 異材抵抗スポット溶接における接合部の冷却促進に及ぼす影響因子に関する検討について報告しました．接合部の冷却促進に及ぼす影響因子を明らかにするにあたり，２種類の外部冷却装置と２種類の冷却ガスを用いました．外部冷却装置については，装置内部構造の有無で２種に分類しました．内部構造を有する場合には冷却ガスを被覆に近い形態で噴霧することが可能であり，一方内部構造を有さない場合には冷却ガスをより強く噴霧することが可能です．このように，異なる内部構造を有する外部冷却装置を用いることで，接合部の冷却促進に適した冷却ガスの噴霧形態を明らかにしまし大阪工業大学
た．次に，冷却ガスについては，超冷却ガスと Ar ガスを用
福家 稔 氏いました．超冷却ガスとは，エアーコンプレッサーにより圧
この度は日本機械学会機械材料・材料加工部門（M&P
縮された空気を冷却ユニットにより約 ０℃ まで冷却した空２０２３）にて発表致しました「Fe／Al 異材抵抗スポット溶接
気のことであり，冷却ガスの温度が接合部の冷却促進に及ぼにおける IMC 形成状態に及ぼす外部冷却の影響」に対し，す影響を明らかにしました．一方，Ar ガスは先行研究にお若手優秀講演フェロー賞を賜りましたこと大変光栄に存じまいて，溶接部に対して被覆することで，酸化による焼けを抑す．本賞にご推薦いただきました委員会の皆様，並びに本研制可能であることが確認されています．そこで，Ar ガスを究を遂行するに当たりご指導いただきました伊與田宗慶准教適用した際に，焼け防止効果のみならず，接合部の冷却促進授をはじめとする関係者の皆様に厚くお礼申し上げます．以に効果的であるかについても検討を行いました．なお，Ar
下に本研究の概要を紹介させていただきます．
ガスの温度については常温（１５〜２５℃）を想定しておりま
近年，自動車産業において CO２ 排出量の削減を目的としす．結果として，接合部の冷却促進による Alrich の IMC のた車体軽量化の観点から，アルミニウム合金（以降 Al 合金） 抑制に対して，冷却ガスを強く噴霧できる内部構造を有したと鋼を組み合わせたハイブリッド構造のボデーについて検討
外部冷却装置の適用，および低温度の冷却ガスの適用が効果が進められており，Fe／Al 異種材料接合技術の需要が高まっ的であることが明らかとなりました．今後は，冷却条件の改ています．生産ラインにおける主な接合法として抵抗スポッ
良による接合部に対する冷却効果の向上，並びに Alrich の
IMC の抑制による継手強度の改善の可否について検討を進
ト溶接が用いられていますが，鋼と Al 合金の接合に適用す
めていく予定です．
ると，接合部に生じる温度場に起因した原子拡散により IMC
最後に，まだ基礎的な段階にある本研究について高く評価（金属間化合物）が形成されます．中でも，FeAl２，FeAl３，
Fe２Al５ のような Al 原子の割合が大きい IMC（以降 Alrich
していただけたこと，大変光栄に存じます．今回の受賞を励の IMC）が形成されやすく，Alrich の IMC はすべりが生じみに，より一層研究に邁進する所存です．今後とも皆様のごにくい結晶構造を有するため，これが厚く形成すると継手強指導，ご鞭撻のほど，よろしくお願い申し上げます．

編集後記
機機械材料・材料加工部門ニュースレター No．
６
７をお届
けいたします．本号を発行するにあたり，松本良部門長をはじめ，ご執筆いただいた方々，発行にご尽力をいただいた皆様に深く御礼を申し上げます．ニュースレターは元より，部門の HP や SNS についても，皆様にとって魅力のあるものにしていきたいと考えておりますので，ご意見・ご要望等がございましたら，広報委員会・梶川（s.kajikawa@uec.ac.jp）
までご連絡ください．

発

−12−

行

〒 162―0814

発行日 202４年６月３日

東京都新宿区新小川町 4 番 1 号
KDX 飯田橋スクエア 2 階
一般社団法人 日本機械学会 機械材料・材料加工部門
第１
０
２期部門長
松本 良
広報委員会委員長
梶川 翔平
Tel.03―4335―7616 Fax.03―4335―7619