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三浦　誠司 (ミウラ　セイジ)

工学研究院　材料科学部門　マテリアル設計分野教授
質保証推進本部教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士（工学）, 東京工業大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ ID 各種
J-Global ID■ 研究キーワード・分野
研究キーワード
  • 高温強度
  • 3元系状態図
  • 耐熱合金
  • シリサイド
  • ニオブ
  • 球状化
  • めっきプロセス
  • 共析分解
  • グラフ理論
  • ナノ材料
  • 強度
  • 反応経路図
  • 一方向凝固
  • 共晶凝固
  • 靭性
  • 金属間化合物
  • 機械的性質
  • 組織制御
  • 合金設計
  • フェーズフィールド法
  • クラスター変分法
  • L1_2型金属間化合物
  • 単結晶合金
  • Ni_3Al
  • その場測定法
  • 液体超急冷
  • 微細複合組織
  • Al_3Ti
  • 実用ニッケル基超耐熱合金
  • 金属薄膜積層体
  • 複合材料
  • 強度・靭性
  • 状態図
  • metal thin layer
  • composites
  • alloy phase diagram
  • Strengthening and toughnening of materials
研究分野
  • ナノテク・材料, 材料加工、組織制御
  • ナノテク・材料, 複合材料、界面
  • ナノテク・材料, 構造材料、機能材料
  • ナノテク・材料, 金属材料物性
■ 担当教育組織

経歴

■ 経歴
経歴
  • 2013年12月 - 現在
    北海道大学大学院工学研究院, 材料科学部門マテリアル設計講座, 教授
  • 2007年04月 - 2013年11月
    北海道大学大学院工学研究院, 材料科学部門マテリアル設計講座, 准教授
  • 1997年04月 - 2007年03月
    北海道大学大学院工学研究科, 物質工学専攻物性工学講座, 助教授
  • 1987年04月 - 1997年03月
    東京工業大学助手（精密工学研究所熱処理工学部門） 助手
  • 1987年 - 1997年
    Research Associate,1987-1997 Research associate, Precision and Intelligence Lab., Tokyo Institute of Technology
学歴
  • 1985年04月 - 1987年03月, 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 材料科学専攻修士課程, 日本国
  • 1981年04月 - 1985年03月, 東京工業大学, 工学部, 金属工学科, 日本国
  • 1985年, 東京工業大学, Faculty of Engineering
委員歴
  • 2023年10月 - 現在
    日本学術会議, 連携会員, 政府
  • 2023年04月 - 現在
    一般社団法人 日本熱処理技術協会, 理事, 学協会
  • 2013年 - 現在
    一般社団法人 日本熱処理技術協会, 学術研究委員, 学協会
  • 2003年 - 現在
    日本金属学会北海道支部, 評議員, 学協会
  • 2020年04月 - 2023年04月
    日本金属学会, 副会長, 学協会
  • 2019年03月 - 2021年02月
    日本金属学会北海道支部, 支部長, 学協会
  • 2017年 - 2021年
    日本学術振興会, 第172委員会「合金状態図」副委員長, 学協会
  • 2015年 - 2021年
    北海道室蘭栄高等学校, スーパーサイエンスハイスクール運営指導委員会委員, その他
  • 2015年 - 2021年
    京都大学構造材料元素戦略研究拠点ユニット, 拠点教授, その他
  • 2002年 - 2021年
    学振172委員会合金状態図, 運営委員, 学協会
  • 2017年 - 2019年
    日本金属学会北海道支部, 副支部長, 学協会
  • 2014年 - 2018年
    日本金属学会, 分科会委員, 学協会
  • 2016年 - 2017年
    日本鉄鋼協会, 2017年秋季大会実行委員会委員長, 学協会
  • 2016年 - 2017年
    日本金属学会, 2017年秋期大会実行委員会委員長, 学協会
  • 2009年 - 2015年
    日本金属学会北海道支部, 理事, 学協会
  • 2007年 - 2013年
    日本鉄鋼協会北海道支部, 評議員、理事, 学協会
  • 2004年 - 2009年
    日本金属学会, 編集委員, 学協会
  • 2004年 - 2007年
    日本金属学会, 分科会委員, 学協会
  • 1994年 - 1997年
    日本熱処理技術協会, 編集委員, 学協会
学内役職歴
  • 質保証推進本部, 2023年4月1日 - 2025年3月31日

研究活動情報

■ 受賞
  • 2026年03月, 日本金属学会, 谷川・ハリス賞
    構造用金属材料の組織と機械的性質の制御に関する研究
    三浦誠司
  • 2019年09月, 日本金属学会, 論文賞
    三浦 誠司
  • 2018年09月, 日本金属学会, 学術貢献賞
    三浦 誠司
  • 1995年12月, 日本金属学会, ポスター賞
    三浦 誠司, 国内学会・会議・シンポジウム等の賞
  • 1995年12月, 日本金属学会, 奨励賞
    力学特性部門
    三浦 誠司
  • 1992年05月, 本多記念会, 本多記念研究奨励賞
    三浦 誠司
■ 論文
■ その他活動・業績
■ 書籍等出版物
  • 図でよくわかる 機械材料学
    渡辺義見; 三浦博己; 三浦誠司; 渡邊千尋
    コロナ社, 2010年02月01日, 4339046051, 232, ［共著］
  • 図でよくわかる機械材料学
    コロナ社, 2010年
  • 実験力学ハンドブック
    日本実験力学会, 2008年
  • よく分かる実験技術・学術用語
    日本実験力学会, 2006年
■ 講演・口頭発表等
■ 主な担当授業
  • 強度設計学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 強度設計学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 材料工学演習Ⅳ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 材料デザイン工学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 材料工学概論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 強度物性学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 金属加工学, 2024年, 学士課程, 工学部
■ 所属学協会
  • 日本実験力学会
  • ASM
  • 学振172委員会合金状態図
  • ＴＭＳ
  • 日本鉄鋼協会北海道支部
  • 日本金属学会北海道支部
  • 日本熱処理技術協会
  • ＭＲＳ
  • 日本鉄鋼協会
  • 日本金属学会
  • The Japanese Socity for Experimental Mechanics
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 三次元結晶制御による層状セラミックスの強化・強靭化
    科学研究費助成事業
    2025年04月01日 - 2029年03月31日
    池田 賢一; 森田 孝治; 三浦 誠司; 滝沢 聡
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25K01520
  • ミルフィーユ構造の材料科学（研究に関する総括）
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2018年06月29日 - 2023年03月31日
    阿部 英司; 中島 英治; 河村 能人; 相澤 一也; 藤居 俊之; 斎藤 拓; 山崎 倫昭; 染川 英俊; 萩原 幸司; 君塚 肇; 三浦 誠司; 伊藤 浩志; 榎 学; 寺田 大将; Stefanus Harjo
    本総括班の目的は，ミルフィーユ構造のキンク強化理論の確立と新材料創製を目指して，司令塔として領域研究の組織的かつ有機的な運営を実施することである．初年度の主な実績は以下の通りである．
    (1) より効率的な領域運営のため，総括班体制を一部修正し，スリム化を図った．(2) 領域キックオフ会議，および年度成果報告会を企画・開催し，領域内での研究活性化と，研究者間の連携強化に努めた．(3) 異分野間の連携強化のため，各計画研究班内，および各計画研究班間の勉強会や研究会を積極的に企画・開催した．(4) 学協会におけるシンポジウムを複数企画し，研究成果の発信に務めた．(5) 広報活動の一環として，本新学術の内容紹介リーフレット，および第１号ニュースレターを刊行し，各学協会や各大学・研究機関に配布した，リーフレット配布は公募研究募集に非常に有効であった．(6) 知的財産の重要性認識のため，領域メンバーを対象として特許専門家による講演会を実施し，特許申請を促した，(7) 若手人材育成部会が中心となり，大学院生・若手研究者を主体とする合宿研究会を企画・開催した.(8) 研究活動支援部会より，Mg合金系の共通試料の提供を開始した，(9) 領域研究のホームページを立ち上げ，領域研究内容の情報発信に務めた．(10) 本新学術が主催する国際会議を企画・開催し，海外の評価委員数名を含めて本新学術の方向性の議論を深めた．
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 東京大学, 18H05475
  • 新規金属・高分子系ミルフィーユ構造の構造制御と物質創製
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2018年06月29日 - 2023年03月31日
    三浦 誠司; 江村 聡; 藪 浩; 斎藤 拓
    ミルフィーユ構造物質（MFS）を下記(a)-(c)の三種類に区分し、物質探索を行った。 (a) 結晶構造型MFSはLPSO相、MAX相、高分子系を含み、典型的層間隔はnmオーダーである。 (b)組織制御型MFSはAl基やTi基などの二相合金を含み、典型的層間隔はμｍオーダーである。 (c)ハイブリッド型MFSはLPSO―Mg合金、V-V2AlC合金などを含み、組織制御型MFSの構成相の一方が結晶構造型MFSである物質と定義した。
    これらに関して下記のような研究展開が得られており、既に論文、特許などへの展開が進行中である。
    （１）金属系MFSの創製：(1-1) Al-Ag系やNi-Sn合金において，面心立方構造と六方最密構造の二相が共通のすべり面を持つことから，ミルフィーユ構造を実現できる合金系が見出された。(1-2) ミルフィーユ構造を持つTi-Cr系合金について圧縮試験や冷間圧延によってキンク変形が導入されることを見いだした。
    （２）高分子系MFSの創製：(2-1)高分子膜上にシリカ前駆体を塗布し、UV-O3処理で高分子ーシリカ積層ミルフィーユ構造の作製に成功した。高分子ーシリカ複合体をMg蒸気中で処理することで、Mg2Siとカーボンの積層構造が形成できることも明らかとした。ブロック共重合体から形成したミルフィーユ構造に圧縮を加えることでキンク状構造を導入できることが明らかとなった。特殊な蛍光プローブを分子内に導入し、力学強度を可視化する高分子合成に成功した。(2-2) 結晶性高分子のポリエチレンに対して配向制御法を駆使して巨視的なミルフィーユ構造を形成させることで、降伏を抑制して著しく高強度化できることを見出した。
    （３）セラミックス系MFSの創製：MAX相を金属母相と組み合わせたMFS（V-V2AlC）において、添加元素による積層界面安定化効果が明らかとなった。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 北海道大学, 18H05482
  • 顕微インデンテーション開発展開と多相合金破壊挙動の直接観察による組織設計原理確立
    科学研究費助成事業
    2019年04月01日 - 2022年03月31日
    三浦 誠司
    本研究では、脆性相-延性相からなる多相合金の破壊挙動理解を目指す。亀裂進展の情報を簡便に取得するために、透明ダイヤモンド圧子押し込み時の試料の変形・亀裂進展を「その場観察」する装置（顕微インデンタ）を用いて、時間経過に伴う変形・亀裂進展挙動を詳細に追跡する。
    亀裂観察のために稜部分を研削し観察窓とした改良型ビッカース圧子を作製し、動画と荷重-変位曲線から亀裂進展と荷重の関係を抽出し、表面組織観察結果と組み合わせて、破壊挙動の情報化を進められることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 19K05026
  • 粒界性格と粒界偏析量を制御した双結晶作製手法の開発と粒界諸特性の解明
    科学研究費助成事業
    2016年04月01日 - 2020年03月31日
    池田 賢一; 三浦 誠司; 滝沢 聡
    本研究は、粒界偏析・粒内固溶元素が個々の粒界の力学特性や再結晶挙動に与える影響を系統的に明らかにするために、新たな双結晶作製手法の開発と多結晶における粒界が関与する諸特性を評価し、以下の成果が得られた。
    (1)ブリッジマン法に適した双結晶モールドを設計・製作し、純アルミニウムの双結晶作製に成功した。(2)Al-Mn合金の析出・再結晶挙動は、熱間加工プロセス温度と微量添加元素に強く影響を受けることを明らかにした。(3)Al-Mg-Si合金では、粒内固溶元素が関与する析出挙動において、粒界性格が影響を及ぼしてその力学特性が変化することを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 16H04502
  • 原子間結合エネルギー解析によるシンクロ型ＬＰＳＯ構造形成メカニズム解明
    科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    2011年04月01日 - 2016年03月31日
    奥田 浩司; 飯久保 智; 三浦 誠司; 大谷 博司; 大出 真知子; 徳永 辰也
    複雑な構造を形成するMg合金であるMg-Y-Znを典型とする長周期積層秩序構造（LPSOStructure)の形成原理や形成条件、安定性など、材料設計や熱処理設計に不可欠な材料学的基盤を確立することを目的に、状態図(安定性）と相変態（動力学）の両面から、計算科学的手法と放射光を使ったその場測定法により研究を進めた。
    成果として多様な周期をとる複雑なLPSOが相として定義可能なものであり、その形成過程(相転移過程）は相分離が引き金となって構造相転移を起こす（MgYZn)ことを明らかにした。
    日本学術振興会, 新学術領域研究(研究領域提案型), 京都大学, 23109005
  • 耐火金属基BCC高濃度固溶体をベースとした超耐熱材料創成
    ALCA
    2014年10月
    三浦 誠司
    国立研究開発法人 科学技術振興機構, 研究代表者, 競争的資金
  • 異種金属繰返し多層めっきによる高強度１次元ナノ構造バルク材の作製と物性理解
    科学研究費補助金(挑戦的萌芽研究)
    2011年 - 2013年
    三浦 誠司; 坂入 正敏
    本研究は、従来手法ではサイズや試料強度の上限や微細化の下限に阻まれるナノ構造バルク材の新たな作製法の展開を目指し、微細構造を積み上げるボトムアップ型プロセスとしての「めっき」を利用したプロセスの検討を行う。すなわち、転位運動を阻むレイヤーを板状試料表面に平行かつ周期的に導入することで、めっきにより作製した層内での転位運動の効果的な抑制が期待できる。このような１次元的変調構造を実現した高強度ナノバルク板材の作製手法確立を目指すとともに、その機械的性質の支配因子を理解することを目的とする。 初年度は以下の二項目を実施した。(1) 「自動ナノ厚さ多層めっきバルク作製装置」の開発(2) 多層めっきバルク材を実現し、その機械的性質の根源を追求する。 多軸ステージおよび位置制御装置コントローラで試料位置を制御し、温度制御水槽内に設置した二種類のめっき浴に試料を順次浸漬し、関数発生器で制御したポテンショスタットによって膜厚、組織を制御する、「自動ナノ厚さ多層めっきバルク作製装置」を開発した。４時間の自動運転で90層の多層めっき作製に成功した。試作したCu/Ni 多層めっきのGD-OES 分析結果から、表面から奥行き方向にナノ厚さのめっき層が交互に作製できていることが確認した。ナノインデンテーションなど硬さ試験の実験条件を確立し、熱処理等と組み合わせた物性変化の研究を開始した。
    文部科学省, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 23656443
  • 液中プラズマ放電による合金ナノボールの創製と機能性発現のための物性測定
    科学研究費助成事業
    2008年 - 2010年
    渡辺 精一; 保田 英洋; 庭瀬 敬右; 西口 規彦; 大笹 憲一; 三浦 誠司; 坂口 紀史; 谷津 茂男; 黒川 一哉; 秋山 友宏; 安住 和久
    本研究は, 申請代表者らが開発したグロー放電による液中プラズマ利用の新規金属ナノボールの製法を活用し,各種金属と合金材料を出発原料としたナノボール創製研究と機能物性発現の物性解析評価,および作製したナノ粒子を利用した新規機能デバイス材料の開発基礎のための材料設計を行なった.
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 20246094
  • 超高速一方向共晶凝固と共析分解・球状化熱処理による高靭性耐熱ニオブ基合金の実現
    科学研究費補助金(基盤研究(A))
    2007年 - 2009年
    三浦 誠司; 木村 好里; 毛利 哲夫; 渡辺 精一; 大笹 憲一; 三島 良直; 滝沢 聡; 木村 好里
    凝固速度1500mm/hで高速一方向凝固したNb-18.1Si-1.5Zr合金を熱処理したところ、所期の金属組織が得られた。Nb相の3Dイメージングより、高温材料として有利な巨大サイズNb結晶粒実現が示唆された。この試料は室温で2%の圧縮塑性変形能を示し、50kgでダイヤモンド圧子を押し込んでも、脆い強化相Nb_5Si_3の破壊は周囲の延性Nb母相が抑制する。高温変形特性を決めるNb相の高温強度を向上させるMo、W添加は、Ta添加と組み合わせると組織制御と高強度化を同時に達成できる。
    文部科学省, 基盤研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 19206071
  • 高速加熱過程における規則相の相安定性
    科学研究費助成事業
    2001年 - 2003年
    毛利 哲夫; 三浦 誠司
    急冷処理によって高温相を凍結することは材料研究における常套手段であり、相変態のメカニズムを解明したり、準安定相の機能や物性の発現手段として頻繁に用いられている.これに対して本研究で目的としたのは、逆に、低温規則相の高速加熱によって、規則相の相安定性や不規則化にともなう相変態のkineticsの詳細を実験・理論計算の双方から検討することである.特に、(1)低温規則相を高速加熱により不規則相領域にもちきたしたときの、核生成による不規則化と自発的不規則化(スピノーダル・ディスオーダリング)の相違の検討と、(2)規則相の急熱による変態温度以上への過熱に際して、加熱速度を速くすればする程、変態温度の過熱度が低下する逆現象(Retro効果)の理論及び実験的検証に焦点をおいた.
    理論的には、均一系を対象にした経路確率法-クラスター変分法に基づく低温不規則相の急速過熱シミュレーションの計算を行い、核発生-成長に基づく変態と、安定性の破れに基づく自発的な変態(但し、一次変態である.)の二種類があることを予測し、Phase Field法を援用することでAPBの生成過程の詳細を論じた.さらに、電子論計算と組み合わせて、Fe-Pd系の変態動力学を第一原理から算出した.実験的には、Ni-Mo系を対象に電気抵抗の測定と熱分析を行い、共に、急速加熱時の変態点の異常を認めた.又、レーザー顕微鏡を併用して、相変態時の表面起伏観察を行った.Retro効果は単結晶では出現せず多結晶のみに限定されていること、これが、変態時の内部応力の発生と関連していることなどを明らかにした.
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 13305043
  • Thermal expansion measurement of micron size small spesimens
    2002年
    競争的資金
  • 相分解反応を利用した組織微細化による耐熱金属間化合物の延性改善
    科学研究費助成事業
    1996年 - 1997年
    三島 良直; 三浦 誠司
    本研究ではNi-Al-Mo系において高融点金属であるMoが、NiAl(β)相の相分解やNi_3Al(γ')相からの析出、共晶反応等によって現れると推測される領域があることに着目し、凝固過程を利用したγ'相中にMo(α)相の微細分散を図り高融点・高延性・低比重の、実用Ni基超合金に対して十分競合できる合金を設計することを目的として3元系状態図を調べると共にγ'/α2相合金の相安定性と機械的性質に関する研究を行った。相安定性の評価においては、熱処理前後の試料において組織観察及びDTAにより組織の形成過程と状態図の縦断面図の推測を行った結果、目標とした組成領域での熱処理後の組織ではγ'/α2相となり、さらにγ'相はα相の微細析出物を内在していた。不変系反応温度近辺で形成されたと考えられるα相の微細析出物は、1200℃で24時間の熱処理においても、長さが1μm程度にしか粗大化せず、微細な形状を保っていた。このようなγ'/α2相合金の高温強度や室温延性を調べた結果、1200℃程度までの温度範囲における材料として考えるならば、最適条件の組成の選択や作製プロセス等を組み合わせることにより、実用Ni基超合金を上回る性能を示す材料となる可能性を有していることが確認できた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 東京工業大学, 08455318
  • 3元系状態図決定支援アルゴリズム構築の試み
    科学研究費補助金(奨励研究(A))
    1996年 - 1996年
    三浦 誠司
    本研究では、相の関係や不変形反応相互の関係を整理・分類し、場合分けを行うことにより、3元系状態図について半自動的な決定や、既往の状態図のチェックが可能なアルゴリズムの構築を目指した。具体的には、3元系状態図が3相三角形によって分割されていることから、これを相の数と等しい角数の多角形に変換し、その多角形を三角形で分割する。固相から成る3相三角形は必ず4相平衡と対応しており、液相の関与した3種類の3相平衡がある温度で合する。それら3種類の3相平衡は2元系の共・包晶を始点もしくは終点としており、液相の組成の温度による変化を示した線により表すことができる。4相平衡も同様に液相の組成変化を表す線の結合によって表すことができるが、これらの線の連結はグラフ理論により隣接行列として記述できる。あり得る三角形分割および各平衡の温度の上下関係は行列式を簡単な手順で操作することで列挙できる。さらに、隣接行列の演算により、すべての3および4相平衡点の関係、すなわち温度の上下関係を記述でき、その上下関係を既往のデータと比較することにより、あり得ない組合せを排除することができる。本研究では3元化合物の存在しない系について、(1)既知の2元系状態図から、あり得る反応経路図を列挙し、(2)状態図に関する実験的研究結果・熱力学的計算結果などから得られる限定条件を盛り込むことにより、反応経路図を絞り込む、という、今後の拡張のための原型となるアルゴリズムを実現した。組合せ総数は相の数が8程度と比較的少ない場合でも100万通りを越すことから、大量のデータを迅速に処理し、かつ保存できる必要があると同時に、アルゴリズム上の工夫によって全てを計算し照合するのではなく、ある程度実験結果から計算条件を限定することを行った。これにより、計算総数を大幅に圧縮することが可能となり、最適の場合2桁もの減少が見込める。
    文部科学省, 奨励研究(A), 東京工業大学, 研究代表者, 競争的資金, 08750765
  • マグネシウム合金単結晶及び複合材料の変形挙動
    民間学術研究振興費補助金
    1996年
    競争的資金
  • mechanical properties of Mg-based alloys
    Grant-in-Aid for Promotion of Private Scientific Research
    1996年
    競争的資金
  • Improvement of mechanical properties of Nb-Si based intermetallic compound-based materials by microstructure control
    Grant-in-Aid for Scientific Research
    1995年
    競争的資金
  • B2型金属間化合物NiBeとCoBeの組織制御による延性改善
    科学研究費助成事業
    1994年 - 1994年
    三島 良直; 三浦 誠司
    金属元素の中で最も軽量であるベリリウムを構成元素とする金属間化合物の中で、その規則構造の対称性が最も高く、よって室温での塑性変形能が期待できる
    NiBeとCoBeを対象として、それぞれの構成元素による2元系Ni-Be、Co-Be状態図上で隣接するNiあるいはCo1次固容体相(以後、(Ni)あるいは(Co)と表記)との複合組織化により機械的性質の改善を試みた。その結果、NiBe/(Ni)1次固容体の2相合金は(Ni)相の微細分散により550K付近で著しく高い強度を示すものの、その強度は試験温度上昇とともに急激に低下してしまうこと、また室温付近ではほとんど延性を示さないことが明らかとなった。一方、CoBe/(Co)合金においては、数種の異なる合金組成においてすべて室温から高温まで良好な延性を示すことが見いだされた。また、この合金は中音度域で強さの逆温度依存性を示したが、これはL1_2型金属間化合物を代表とする一群の化合物にみられる転位の熱活性化運動による可逆的な過程によるものとは異なり、機械試験中に起こる組織変化によって生じる非可逆的な現象であることを示した。
    本研究の結果、特にCoBe/(Co)2相合金においては良好な室温延性がえられることから構造用金属間化合物としての応用への可能性があることが明らかとなったが、今回の実験範囲では1000℃での高温強度は低く、室温延性を損なわずに高温強度を高めるためのさらなる合金設計が必要であると考えられる。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 東京工業大学, 06215213
  • Ni_3A1+Hf金属間化合物単結晶タービンブレ-ドの合金設計と試作
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1994年
    三島 良直; 安田 健; 三浦 誠司
    実用Ni基超合金の性能を超える新しい耐熱構造用材料の候補として金属間化合物Ni_3A1が挙げられるが、その多結晶合金は粒界脆性を示し、その克服にむけて多くの研究がなされている。本研究では粒界脆性の危惧のない単結晶Ni_3A1を対象とし、その高温強度をいかにして高めるかという観点からの合金設計を目的として平成5年度より2年間にわたって行った。
    初年度においては研究代表者ならびに分担者によってこの目的に有効な添加元素であることが見いだされているHfの添加量、ならびに単結晶の結晶方位が高温クリープ抵抗におよぼす影響を検討し、さらにHfとならぶ耐火金属元素であるW、Nb、Taなどの添加の効果についても系統的な研究を行った。定常クリープ速度、応力指数、拡散クリープにおける活性化エネルギーの大小等の比較を行った結果、これら元素のクリープ抵抗の増加への寄与の順列を見いだすとともに、単結晶Ni_3A1のクリープ強度が従来いわれている(001)方位ではなく、(011)方位で最も高い場合があることを見いだした。また、次年度ではこれら元素の複合添加の効果を結晶方位の影響とともに調べ、(011)方位の単結晶における複合添加の有効性を定量的に示すことが出来た。
    日本学術振興会, 試験研究(B), 東京工業大学, 05555183
  • E2_1型金属間化合物Co_3AlCを析出相としたCo基耐熱合金の合金設計
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1993年
    三島 良直; 三浦 誠司
    本研究の目的は、現在のNi基実用耐熱合金におけるLl_2型金属間化合物Ni_3Al析出相に対応する析出相をCo基耐熱合金に導入することで、より優れた耐熱性を付与することである。
    高融点の析出相として主にCo基合金に導入を図ったのは、E2_1型金属間化合物Co_3AlCで、Ni基耐熱合金の析出強化相Ni_3Alの結晶構造であるLl_2型規則構造に炭素(C)が侵入した形態を有している。Co-Al-C系の状態図は不確定であったため、まずCo近傍のCo-Al-C三元状態図を確定することに努めた。Ar雰囲気中で非消耗型アーク溶解装置によって種々の合金を溶製し、X線、示差熱分析、光学顕微鏡等による組織観察などを行い、既存の状態図に修正を施した。修正した状態図に基づいていくつかの合金を選定し、その高温変形強度を測定した。また、隣接相であるB2型金属間化合物CoAlも同時に導入を試み、Co-Co_3AlC2相及びCo-Co_3AlC-CoAl3相合金の比較も行った。その結果、B2型金属間化合物CoAlを含むものは、必然的にAl量も多く、耐酸化性、比重などの点で有利と考えられるが、高温における強度の点では2相合金の方が有望であることが判明した。修正した状態図から、Co合金中のCo_3AlC量はNi基超合金中におけるNi_3Alほど多くすることは困難であると考えられるが、わずかな量のCo_3AlCをCoに導入することで、Ni基超合金に比肩する高温強度を得ることができる可能性が示された。
    さらに、いくつかの合金については室温大気中で圧延を試みた。その結果、いくつかの組成で、10%以上の圧延が可能であった。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 東京工業大学, 05223217
  • Ll_0型金属間化合物TiAlのDO_<22>型金属間化合物Al_3Ti析出による組織制御
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1993年
    加藤 雅治; 三浦 誠司; 三島 良直
    本研究の目的は、次世代の高温耐熱構造用材料として期待されているLl_0型金属間化合物TiAlに、同じ面心立方構造を基本構造としていて、その格子定数やその比であるc/aも近い、Al-rich側に存在するDO_<22>型金属間化合物Al_3Tiを整合、もしくは半整合析出分散させることで、必ずしも十分な高温変形強度を有しているとはいえないTiAl金属間化合物に対して比強度の高い、効果的な析出強化相を導入する可能性を探ることである。
    両相はTi-Al2元系では隣接しないため、本研究ではまずTi-Al-Nb3元系のAlコーナー近傍における相領域や融点、固相反応を明確にした。その結果、広い組成範囲で(Ti,Nb)AlとAl_3(Ti,Nb)は平衡していること、その大部分の領域の初晶はAl_3(Ti,Nb)であることが判明した。また、熱処理により、初晶Al_3(Ti,Nb)および(Ti,Nb)Al両相中に互いが析出することが確認された。このことは、TiAl単相中に、Al_3Tiを析出させ得ることを示唆する。2相領域での硬さ試験を行ったところ、熱処理によって硬さは上昇しているが、上昇量が特に大きい領域があり、その組成は決まったTie-Line上に存在することから、この平衡組成近傍はTiAl、Al_3Tiいずれの単相合金にも熱処理によって第2相を析出させて機械的性質を向上させうる可能性が高いものと考えられる。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 東京工業大学, 05223216
  • B2型金属間化合物を主体とする高温構造用材料の合金設計
    科学研究費助成事業
    1991年 - 1992年
    三島 良直; 毛利 哲夫; 三浦 誠司; 加藤 雅治
    これまでにCo-A12元系B2/(Co)2相合金で圧縮塑性歪2〜3%,Co-A1-Ni3元系B2/L1_2(Ni_3A1)2相合金で10%以上の延性改善を行った。B2/L1_2相合金では延性と高温強度を同時に改善できる可能性があり,Co-A1-Ni-Ti4元系内でL1_2 Ni_3A1とCo_3Tiの連続固溶体を利用すると,Co高濃度側までB2/L_2多相領域が拡大でき,広い組成範囲での組織制御が可能であると考えた。本年度は,Tiを2.5および5.0at%添加したCo-A1-Ni-Ti4元系B2/L1_2多相合金の組織形態と機械的性質の関係を調べた。
    Ti添加量2.5,5.0at%の合金をアーク炉により溶製し,1373K,4h+1173K,24hの均質化熱処理を施した。組織および平衡相を調べるため光学顕微鏡観察,X線回折,示差熱分析を行い,機械的性質を調べるために,硬さ試験,室温から1273Kの温度範囲で圧縮試験を行った。その結果,2.5,5.0at%Ti両合金ともに組織はB2/(Co,Ni)2相,B2/L1_22相,B2/(Co,Ni)/L1_23相と思われる3つのタイプに大別できた。ほぼB2単相のB2/(Co,Ni)2相合金を除く全ての合金で4〜10%の圧縮塑性歪が得られ,L1_22相を含む合金では特に良好な室温延性が達成できた。全ての合金が室温で1000MPa以上の高強度を示し,0.2%変形応力(降伏強度)の温度依存性には,支配的である構成相の特徴が反映されることがわかった。例えば,B2相を多く含む合金では600から800Kの温度域で温度上昇に伴う強度低下が抑制されるB2型特有の温度依存性を示し,また,L1_2相を多量に含む合金ではL1_2相に起因する強度の正の温度依存性の発現によって600から800Kの温度域が最大強度を示した。Ti添加量が強度に与える影響はB2/L1_2相合金で顕著に現れ,Ti添加量を増加させると1073Kまでの温度域で200MPa程度の強度上昇が認められた。すなわち,Co-A1-Ni3元系からCo-A1-Ni-Ti4元系に拡張することでB2/L1_2多相領域がCo高濃度側に拡大でき,良好な延性,高強度を実現できた。
    日本学術振興会, 一般研究(B), 東京工業大学, 03452255
  • 液体超急冷した金属間化合物のミクロ組織構造と相安定性
    科学研究費助成事業
    1989年 - 1991年
    鈴木 朝夫; 吉村 昌弘; 三浦 誠司; 三島 良直
    本研究のまとめとして,主としてNi_3AlとTiAl を代表する種々の金属間化合物についての液体超急冷実験の成果を要約すると以下のとおりである。
    1)TiAlの液体超急冷組織の観察結果から,これまでに明確にされていなかった。TiーAl 2元系平衡状態図におけるαTi相,Ti_3Al相,TiAl相間の相境界関して信頼できる評価を得ることができた。
    2)Ni_3Alの液体超急冷組織に出現する準安定相の出現傾向におよぼす第3元素添加の効果を系統的に調べた結果,その出現を抑制する添加元素は同時にNi_3Alの延性を改善する元素であることが明かとなった.この2つの現象がいかなる理由で同時に起こるのかについては不明であるものの金属間化合物の構造用材料としての実用化のネックとなっている延性の欠如を解決する方策の一つとして有用であると考えられる.
    日本学術振興会, 一般研究(A), 東京工業大学, 01420041
  • Experimental study of alloy phase diagrams
    1991年
    競争的資金
  • 高温におけるクロム添加Ni_3Al金属間化合物単結晶の塑性変形挙動
    科学研究費助成事業
    1990年 - 1990年
    三浦 誠司
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 東京工業大学, 02750547
  • Ni_3(Al,X)金属間化合物単結晶の強さのモデリング
    科学研究費助成事業
    1988年 - 1988年
    三浦 誠司
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 東京工業大学, 63750734
■ 産業財産権
  • 圧子透過式試験体表面観察装置、観察方法及び動画像解析・装置制御・特性値演算用プログラム
    特許権, 宮島達也; 三浦誠司; 峯田才寛, 立研究開発法人産業技術総合研究所／国立大学法人北海道大学
    特願2016-210069, 2016年10月26日
    特開2017-146294, 2017年08月24日
  • 擬弾性を示すマグネシウム合金、並びに擬弾性を示すマグネシウム合金部品およびその製造法
    特許権, 鷲尾宏太; 三浦誠司
    特願2014-043677, 2016年04月08日
  • Nb-Si系耐熱合金
    特許権, 三浦誠司; 毛利哲夫, 国立大学法人 北海道大学
    特願2011-164866, 2011年07月27日
    特許5854497
  • ケイ化ニオブ基複合材並びにこれを用いたガスタービン用タービン動翼、ガスタービン用タービン静翼及び高温部品並びに当該高温部品を用いたガスタービン、ジェットエンジン及び高温熱機関
    特許権, 三浦 誠司; 王 玉艇; 吉成 明
    特願PCT/JP2012/078683, 2012年11月06日
  • PtTi系高温形状記憶合金
    特許権, 御手洗容子; 原 徹; 細田秀樹; 三浦誠司, 独立行政法人物質・材料研究機構
    特願2007-301957, 2007年11月21日
    特許5077943
    特開２００８−１５０７０５
  • 試料膨張・収縮量計測システムおよび試料膨張・収縮量計測方法
    特許権, 三浦誠司; 岡 和彦; 毛利哲夫; 大久保賢二
    特願PCT/JP2006/312427, 2006年06月21日
    特許4759748
  • Cu−Al−Co系合金の電極・配線を具備した電子部品及びCu−Al−Co系合金の電極・配線用材料ならびにそれを用いた電極・配線用ペースト材料
    特許権, 加藤 隆彦; 内藤 孝; 山本 浩貴; 青柳 拓也; 渡辺 精一; 三浦 誠司; 坂口 紀史; 青島 一貴; 大久保 賢二
    特願2011-508252, 2010年04月08日
    WO/2010/116746
  • 細孔を有する金多孔質体およびその製造法
    特許権, 三浦誠司; 渡辺精一; 須田孝徳; 毛利哲夫; 大久保賢二, 国立大学法人 北海道大学
    特願2006-103364, 2006年04月04日
    特開2007-277613, 2007年10月25日
  • 新規ニオブ基複合体及びその利用
    特許権
    特願2005-054851, 2005年02月28日
    特開2006-241484, 2006年09月14日
  • 酸化物半導体、酸化物半導体の製造方法、変位センサ
    特許権, 三浦誠司; 毛利哲夫; 大久保賢二
    特願2005-017446, 2005年01月25日
    特開2006-210434, 2006年08月10日
  • Ir添加PtTi高温形状記憶合金
    特許権, 御手洗容子; 原 徹; 細田秀樹; 三浦誠司
    特願2003-352793, 2003年10月10日
    特開2004-162178, 2004年06月10日
  • 塑性加工用マグネシウム基合金複合材料および塑性加工用薄板材料の製造方法
    特許権, 三浦誠司; 毛利哲夫; 大久保賢二, 北海道ティー・エル・オー株式会社
    特願2000-297599, 2000年09月28日
    特開2002-105575, 2002年04月10日
■ 学術・社会貢献活動／その他
社会貢献活動
  • ＳＳＨ運営指導委員
    2015年05月 - 現在
    運営参加・支援
    北海道室蘭栄高等学校
  • スーパーサイエンスハイスクールでの講義
    2011年 - 現在
    講師
    北海道札幌啓成高等学校

研究シーズ集

■ 研究シーズ