教員・研究室紹介

教授

小澤 俊平

OZAWA SHUMPEI

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研究室
津田沼キャンパス 2号館6階 010602号室
研究室URL
http://www.cit-materials.jp/ozawa/
担当講義
「材料組織学」「セラミックスおよびポリマー材料」「工業英語」等

無容器プロセス / 材料科学 / 高温融体熱物性 / 準安定結晶 / 微小重力環境

研究室概要

本研究室では、金属材料を浮遊させた状態で溶かしたり、その状態から結晶成長させたりできる「無容器プロセス」と呼ばれる技術や、雰囲気中の酸素が極めて少ない「極低酸素分圧環境」を駆使し、従来よりも高精度な熱物性測定に関する研究や、これまでに無い新しい機能や特性を持った材料開発の研究を行っている。これらの研究は、国内外の大学、研究所、企業と共同研究で行っており、現在金属材料分野で問題となっている課題の解決や、未知の現象の解明を目的としている。

研究テーマ

(1) 過冷却を利用した新しい準安定相の生成


電磁力によって空中浮遊する高温金属

金属や半導体を浮遊させた状態で溶融すると、容器からの汚染を完全に防ぐことが出来るため、高純度な材料を得ることが出来る。また、融点以下になっても固まらない「過冷却」と呼ばれる現象が生じる。溶けた合金をこの過冷却状態から結晶成長させると、通常とは異なる新しい材料が生成する可能性がある。本研究では、この手法を利用して、新しい金属材料の探索および開発を行う。

(2) 無容器プロセスによる高精度熱物性計測


無重力実験で浮遊するペットボトル

航空機の放物線飛行を利用した無重力環境や、電磁浮遊技術を使って、容器からの汚染を完全に抑制し、従来よりも高温までの正確な熱物性計測に関する研究を行う。また、表面活性元素である酸素を精密に制御し、世界でも殆ど報告されていない、表面張力-温度-酸素の関係を明らかにする。

(3) 極低酸素分圧下における新しい材料プロセス

アルミニウムやクロム、希土類などを含む材料は、非常に酸化しやすいため、その製造や加工が難しい場合も多い。そこで極めて酸素が少ない環境を得るための手段として、高性能ジルコニア式酸素ポンプの開発および検証を行っている。またこの装置を用いた極低酸素分圧環境下で、各種金属材料の熱処理、焼結、接合加工等を行い、新しい材料プロセスと新材料の開発を試みている。


酸素を非常に少なくするとAl合金の接合性が大きく向上する

これまでの主要な業績

  1. (1) J. Takasaki, K. Kuribayashi, and S. Ozawa, “Constitution of Stable and Metastable Phase Diagrams for TmFeO3-ScFeO3 System by Undercooling Solidification Using the Containerless Technique”, Materials Trans., 59, (2018) pp. 469-474
  2. (2) S. Ozawa, Y. Kudo, K. Kuribayashi, Y. Watanabe, T. Ishikawa,“Precise density measurement of liquid titanium by electrostatic levitator”Materials Transactions, (2017), 58, (2017), PP. 1664-1669.
  3. (3) 高先純也,栗林一彦,小澤俊平“無容器浮遊溶融凝固法を用いたTmFeO3-ScFeO3系の安定-準安定平衡状態図の作成”日本金属学会誌,81, (2017), PP.522-526.
  4. (4) K. Kuribayashi, S. Ozawa, K. Nagayama, and Y. Inatomi,“Crystallization Kinetics in Si-1at%Sn during Rapid Solidification in Undercooled Melt”Journal of Crystal Growth, 468, (2017) PP. 73-78.
  5. (5) S. Ozawa, M. Nishimura, and K. Kuribayashi“Surface Tension of Molten Silver in Consideration of Oxygen Adsorption Measured by Electromagnetic Levitation”Int. J. Microgravity Sci. Appl. 33, (2016), 330310, PP. 1-6.