ISSN0913-0020

The Japan Research and Development Center for Metals

一般財団法人

金属系材料研究開発センター

2014.1

No.327

TODAY
どが、先進国で唯一減少傾向にあることです。論
文はイノベーションの芽になるものでありここが弱体すると、連続的なイノベーション創出に支障をきたします。何が原因なのかよくわかりません。
ただ、事実としては、国立大学が法人化したこと、大学に給付されていた運営費交付金が減少し競争的資金に振り替えられたこと、基礎研究重視からイノベーション重視に政策の転換がなされたこと、多様な研究評価が大きく取り入れたことと時期的には符合します。日本の社会体制を配慮せず、多くのシステムを欧米型に急いでキャッチアップした結果がマイナスの面に表れたことを危惧しています。
もう一つの課題は独立行政法人の在り方です。
研究開発型独立法人を作ることは歓迎です。しかし、大学には 62 の付置研、19 の共同利用研があります。全体としては、ドイツのマックスプラン
ク研究機構より大きいとも言われています。たとえば、独法としての物質材料研究機構と東北大学の金研、多元研は近い部分もあります。大学の付置研の存在を配慮した独法の在り方を考えるべきでしょう。そしてお互いの連携のシステムも必要です。特に筑波には注目すべきです。投下資本、毎年の交付金の割には残念ながら、発信の質・量ともに十分とは言えません。筑波としての、大同団結そして、各研究所につくばの名前を付記するぐらいのことは必要です。知名度を上げないと国内外からよい研究者が集積しません。科学技術庁の消滅以来、国立研究所に関する検討が希薄になっています。
大学、独法について少し個人的見解を述べました。でもイノベーションの遂行はやはり企業です。
グローバルな企業研究の展開も必要ですがぜひ国内の研究にももっと目を向けてほしいものです。
各企業は、技術の国外流失に配慮し、大学等との連携・分担の在り方を進めていただきたいと願っています。大学・独法を良い意味で利用し、かつ育成していただきたいものです。
個人的には、革新的新構造材料のプロジェクトに関与し、調査・分析の項目で JRCM とともに仕事を進める状況です。皆様のご協力を期待しております。
今年も金属産業、そして JRCM が発展することを期待し、そして皆様のご健勝を祈念しております。

新構造材料技術研究組合 理事長
東京大学 名誉教授

岸 輝雄
新年おめでとうございます。
経済状況も若干上向き、沈滞気味の精神状態から解放されてきた昨年でした。喜ばしいことです。
また活気ある日本の飛躍が期待されます。ただし、日本のような成熟社会で、大きな経済発展を望むのは難しいことは、先進国共通の課題です。科学技術に投資できる資金にも限りがあります。資金・人材が一定のパイの中で、iPS のような新しい先端研究と、産業を支える伝統的分野の発展を同時にすすめなければなりません。まさに資金の集中と分散、研究システムの構築に依存し、科学技術政策の重要性が一段と問われる時代になってきています、じっくり、現在の状況を維持しつつ、それでいて確実に向上する道を模索しなければなりません。
このような状況下で、日本の科学技術の力も科学技術基本計画に基づく政府の資金援助のもとに、順調に基礎研究力を向上してきています。要素技術も興味あるものが輩出しているといえましょう。ただし昨今、産業競争力に結び付くイノベーションの力不足が指摘されています。要素技術と製品化の間に死の谷があり、科学技術に基づく非連続なステップアップによるイノベーションに苦労しているといわれています。これには若干疑問があります。大事なのは要素技術の質の問題です。世界中どこの大学・国立研究所でも、研究成果による商品化には悩まされています。まずは、質の高い新しい技術の芽を生み出すことが重要です。ベンチャーを含んだ企業の協力でイノベーションは達成されるでしょう。
世界的に評価の高い日本の技術ですがここにきて若干不安もあります。日本の大学、世界でのランキングが低迷気味なのに加えて、2005 年ごろより、日本の発信する論文の数、ひいては被引用数な1

JRCM REPORT「革新的新構造材料の研究開発」の概要
新構造材料技術研究組合※

研究総括代行・技監 松原 秀彰※一般財団法人ファインセラミックスセンター材料技術研究所
１．はじめに副所長

Fe、Al、Mg、Ti 、CFRP、セラミックスなどの材料につ省エネルギーや CO2 排出削減は、国内外において共通いて、強度と延性（易加工性）の関係図において、現状した極めて重要な課題であり、産業・運輸・民生の各部における構造部素材の特性（例）が位置づけられている門で様々な対策が講じられています。例えば運輸部門でのに対して、本プロジェクトにおいては、強度と加工性は、世界的に自動車に対する厳しい燃費規制が設定されを両立する材料の開発を目指します。それと同時並行しています。自動車の燃費改善のためには、エンジンを始て、各種の部素材の適材適所利用、すなわちマルチマテめとした動力機関の効率向上とともに、車両の軽量化にリアル化を推進するために、異種部材の接合技術開発を取り組む必要があります。近年の車両軽量化技術開発で行います。

は、軽量材料を適材適所に使うマルチマテリアル化が進

２．２

新構造材料技術研究組合の設立められつつあります。その際、異種材料接合が極めて重「革新的新構造材料の研究開発」は、経済産業省から要な技術課題となりますが、材質が大きく異なる材料間の受託事業として平成 25 年度から開始されました。新の接合や、自動車としての安全性を保証する上で欠かせ構造材料技術研究組合（Innovative Structural Materials

ない接合部の性能評価技術など、今後克服すべき数多く

Association、略称：ISMA、http://www.isma.jp/）は、「革の技術課題が残されています。また、構造材料そのもの新的新構造材料の研究開発」を一体的に推進することをの軽量化も重要な課題であり、高強度、高延性、不燃性、目的として、平成 25 年 10 月 25 日に設立されました。

耐食性、耐衝撃性等の機能が確保された軽量構造材の開図 2 には、ISMA の組織図を示すように、理事長を中心発が必要です。それと同時に、これらの機能を損なうことした体制の下に技術企画部と事業管理部が配置されるとのない接合技術や成形加工技術等の開発が求められてとともに、研究開発面においては研究統括（および代行）います。
「革新的新構造材料の研究開発」では、自動車を中心とした輸送機器の␗✀㒊ᮦ᥋ྜᢏ⾡䛾㛤Ⓨ

抜本的な軽量化に向けて、革新的接合技術の開発や、鋼材、アルミニウム材、チタン材、マグネシウム材、炭素繊維強化㒊⣲ᮦ䛾㐺ᮦ㐺ᡤ฼⏝䠄䝬䝹䝏䝬䝔䝸䜰䝹໬䠅䜢ಁ㐍᫆ຍᕤᛶ

樹 脂 (CFRP) 等、 輸 送 機器の主要な構造材料の高Fe強度化等に係る技術開発ᙉᗘ䛸ຍᕤᛶ䜢୧❧䛩䜛ᮦᩱ䛾㛤Ⓨを 一 体 的 に 推 進 し ま す。
燃費向上による省エネル
ギーと CO2 排出削減、我が国の部素材産業及びユーザー産業の国際競争力強化を目指します。

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これにより、輸送機器のAl
AlFe

２．研究開発の内容
２．１⣧Ti
Ti Mg Mg
AlFe Mg

全体内容ᵓ㐀㒊⣲ᮦ䛾
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図 1 に は、「 革 新 的 新構造材料の研究開発」のCFRP䝉䝷䝭䝑䜽䝇

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全 体 像 を 示 し ま す。

図 1 「革新的新構造材料の研究開発」の全体像

ᅗ1 䛂㠉᪂ⓗ᪂ᵓ㐀ᮦᩱ䛾◊✲㛤Ⓨ䛃䛾඲యീ䚹
JRCM NEWS No.3272

状では、接合強度やコストの面で実用的な技術が十分に⥲఍確立されていません。例えば自動車の次世代構造材として期待される中高炭素鋼や、航空機で多用されるチタン┘஦材の接合では、高温加熱時に、変態、炭化物の析出、酸⌮஦఍◊✲⤫ᣓ⌮஦㛗Ⓨ᫂ጤဨ఍ᑓົ⌮஦࣭஦ົᒁ㛗㐠Ⴀጤဨ఍◊✲᥎㐍᳨ウ఍◊✲⤫ᣓ௦⾜化による材料の脆化が起こるため、従来型の溶融接合法が適用できません。代表的な非溶融接合の一つである固相摩擦撹拌接合も、中高炭素鋼やチタン材に対しては、撹拌ツールの激しい摩耗・損傷等がネックとなり、現状ᢏ⾡௻⏬㒊஦ᴗ⟶⌮㒊

では適用が困難です。鋼材 / アルミ、鋼材 /CFRP、アル▱㈈࣭ᡓ␎ᐊ

ミ /CFRP 等のマルチマテリアル化で鍵となる異種接合でศᢸ◊✲ᣐⅬは、低融点側材料の劣化、接合部での脆い金属間化合物

ࣉࣟࢪ࢙ࢡࢺ᥎㐍ጤဨ఍の生成、線膨張係数の違いによる歪みの発生、電食など、

ᅗ22 ISMA䛾⤌⧊ᅗ䚹図ISMA の組織図多くの問題点が残されています。本研究開発では、これらの技術課題を解決するため、コスト競争力に優れ、具が一体的に推進するという特徴的な組織となっています。

体的な用途が想定された革新的接合技術を開発する。具

図 3 には ISMA の研究体制（メンバー）と研究テーマと体的には、中高炭素鋼やチタン材といった難接合材の接の関係を示します。組合員は 19 企業および 1 独法で構合、金属 /CFRP 間等の異種接合に適用できる革新的な固成されます。また、約 40 機関からなる再委託（共同実施）

相摩擦撹拌接合技術や溶融接合技術等を開発します。ま

先も実施メンバーとして参加する体制となっており、我た、異種接合固有の電食や熱歪みに関する評価技術の開が国の構造材料に関する研究開発の総力をあげたドリー発を行います。

ムチームとなっています。CFRP の研究開発については、

２．４

平成 26 年度 4 月より、ISMA に合流する予定となってい革新的チタン材の開発

チタン材は、一般的な金属材料と比較して、耐食性やます。以下に各研究開発内容について説明します。

強度に優れるため、長期耐久性が求められる構造部材や、２．３航空機の一部機体や部品など、高い負荷環境下で利用さ接合技術開発

輸送機器の製造では、高強度材の同種接合や、マルチれています。一方、チタンの資源量は比較的豊富である

マテリアル化で必要な異種接合の需要が高いものの、現ものの、チタン材は複雑な工程によって製造されており、

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図3ISMA の研究体制（メンバー）と研究テーマとの関係

ISMA䛾◊✲యไ䠄䝯䞁䝞䞊䠅䛸◊✲䝔䞊䝬䛸䛾㛵ಀ䚹CFRP
CFRP の開発は今後合流予定
䛾㛤Ⓨ䛿௒ᚋྜὶணᐃ䚹
3

JRCM NEWS No.327

高いコストが原因でチタン材の普及が妨げられているの動向では、多量のレアメタル添加による高合金化を図るが現状です。したがって、チタン材の利用促進のために傾向にありますが、製造プロセスでの有害ヒューム発生は、チタン製錬やチタン材製造プロセスの生産性向上がなどの安全面に係る問題や、近年のレアメタル需要増加必要となります。また、チタン材のさらなる高機能化にと資源国による輸出規制などによる価格高騰の背景かよって幅広い応用展開が期待できます。本研究開発では、

ら、レアメタル多用の製造方法からの脱却が求められて生産性を向上した新規のチタン製錬技術やチタン材加工います。本研究開発では、レアメタル添加量が極限まで技術開発として、製錬・溶解・熱延工程を革新的に短縮抑えられた次世代中高炭素鋼板の開発を目標とし、鋼板した高機能チタン薄板製造技術開発、連続一貫製造プロ製造工程を精密制御し、レアメタルに代えて鋼材中の既セス技術などを行うとともに、チタン材の構造制御や不存軽元素が強度や延性などの特性に及ぼす機能を最大限純物濃度低減技術等による高機能チタン材の開発を行いに発現させる技術や、鋼材中の結晶粒微細化・組織制御ます。

技術などの各種アプローチの高度化を図ります。また同

２．５

革新的アルミニウム材の開発

時に、中高炭素鋼開発の加速化に貢献する革新的な解析・アルミニウム材は比強度や延性に優れた軽量材料であ評価技術を開発します。具体的には、中性子や放射光、り、既に様々な輸送機器に活用されています。しかしな

電子線等を用いて、中高炭素鋼中の固溶炭素分布状態や、がら、現状のアルミニウム材では、輸送機器の更なる軽熱処理や加工プロセスにおける鋼微細組織変態挙動の動量化に向けての一層の高強度化や、コスト面での課題が的解析技術等を開発します。

あります。したがって、アルミニウム材の物性をより向２．8戦略・基盤研究上させる技術の開発とともに、低コスト化が重要となっ10 年にわたる長期間での実施を予定している本研究ています。本研究開発では次世代航空機や自動車等の輸開発では、その間、また将来的に開発技術を着実に社会送機器への適用を目指した革新的アルミニウム材の開発へと還元していくために、今後の社会動向に合わせた研を行います。具体的には、アルミニウム材の構造制御技究開発のビジョンを明確にする必要があります。具体的術等を確立することで、強度や延性を向上させた革新的には、今後中長期的に自動車や航空機に求められる構造なアルミニウム材を実現します。また、海外メジャー企材料等の在り方を展望した上で、上記研究開発の方向性業並みの低価格を実現できる新規アルミニウム材製造プや目標、新たな研究開発分野などを設定していく必要がロセス等の開発を進めます。

あります。そこで、材料、部品、自動車や航空機などの２．6メーカーや、全材料を横断的に見渡せる有識者へのヒア

革新的マグネシウム材の開発

マグネシウムは、実用金属中で最も軽く、優れた比強リング、内外の技術動向や政策支援の調査、新しい技術度を有することから、CFRP と並び次世代の構造材料との可能性調査（FS）、基盤研究など、本研究開発の方向して注目されています。しかしながら、マグネシウムは性検討に必要な調査を全般的に行い、革新的新構造材料

化学的に活性で燃えやすく、加工性が悪いなどの欠点が等研究開発の効果的な推進に繋げます。

あります。今後、輸送機器用途へと応用するためには、

２．9

文部科学省プログラムとの連携

耐熱性と加工性（特に展伸性）に優れたマグネシウム材

文部科学省の元素戦略プロジェクトの一つである「京の開発を、資源供給不安の少ない組成（レアアースフ都大学の構造材料元素戦略研究拠点」（拠点長、田中功リー）により実現することが求められます。本研究開発教授）との連携を進めます。例えば、公開シンポジウム

では可燃性や難加工性といった欠点を克服するため、マ等の共同開催、全体またはグループによる研究成果討論

グネシウム材の組織制御により強度や延性、耐熱性など会議、個別テーマにおける共同研究、共通基盤技術（強の材料特性を向上させたレアアースフリーマグネシウム度・破壊・診断）での連携などを計画しています。

材の開発を行います。また、大型展伸材を製造するため

３．おわりに我が国の構造材料に関する技術が今後ともますます世の革新的製造プロセス技術等の開発に加え、マグネシウム材の特性評価技術開発を併せて行います。

界をリードし、かつ当組合（ISMA）の活動成果が将来２．7の輸送機器の軽量化と燃費改善に貢献するよう努力を続革新鋼板の開発けてまいります。関連する官庁をはじめ、皆様のご指導、鉄鋼材料は自動車等の主要材料であり、車両軽量化にご鞭撻を宜しくお願い申し上げます。

向けて、薄肉軽量化と衝突エネルギー吸収性の両立を可能にする高強度・高延性化を追求していく必要がありま

最後に、本稿をまとめるにあたり、ISMA の理事長・す。近年の高強度・高延性鋼板（中高炭素鋼板）開発の研究総括である岸輝雄先生のご指導に感謝いたします。

The Japan Research and Development Center for Metals

JRCM NEWS ／第 327 号

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発行人
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2014 年 1 月 1 日
小紫 正樹
一般財団法人 金属系材料研究開発センター〒 105-0003 東京都港区西新橋一丁目 5 番 11 号 第 11 東洋海事ビル 6 階

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