Hirosawa Lab
Shoichi HIROSAWA
 廣澤 渉一  Shoichi HIROSAWA
職   名:准教授
研究組織:大学院工学研究院
       機能の創生部門/固体の機能分野
教育組織:大学院工学府
       システム統合工学専攻/材料設計工学コース
学部組織:工学部生産工学科
担当講義:<大学院>拡散変態特論,局所平衡論
       <学  部>金属組織学U,数学演習,凝固論

       <第二部>
専   門:構造材料設計金属組織制御・解析,計算材料学
連絡先  :E-mail
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研究者総覧

● 研究テーマと概要 ●
 鉄鋼材料やアルミニウム合金,マグネシウム合金などの非鉄金属材料を構造部材として使用するための合金設計,プロセス開発ならびに特性評価を行い,従来材料よりも優れた特性をもつ新規材料の創製を行うことを目標としています。さらに,近年顕在化してきた環境破壊や素材価格の高騰に対しても,従来材料からの元素低減や元素置換を図った省資源型材料を開発・提案し,ものつくりを通して社会的ニーズに応えられる研究室を目指しています。現在の主な研究テーマは以下の通りです。
(1) 自動車熱交換器用Al-Mn系合金のクリープ特性と組織変化
自動車の燃費改善のためには,エンジン入口の過給気密度の向上が有効ですが,部材の使用環境の高温化が問題となっています。本テーマでは,アルミニウム合金の高温強度の基礎的挙動を解析し,よりクリープ特性に優れた合金の開発を目指しています。
(2) 自動車ボディーパネル用Al-Mg-Si合金板材製造時の品質保証・経年変化軽減を図る新規プロセスの開発
(3) 低温暖化係数の冷媒ガスを用いた次世代熱交換器用Al-Siダイカスト合金の開発
(4) 巨大ひずみ超微細粒アルミニウム合金の時効析出強化技術の開発
(5) アルミニウム系バルク金属ガラス創製のための液体粘性測定
液体急冷法によって作製したAl-Ni-Gd系金属ガラスは,粒径数nmのナノ結晶がアモルファス母相中に分散した複相構造(Fig.1)をもち,優れた機械的性質を示します。本テーマでは,より冷却速度の遅い条件でもアモルファス化するような合金の開発を目指して,合金液体の粘性と得られた微視的組織との関係を調べています。
(6) リサイクル時に混入する不純物銅を利用した低合金鋼の高強度化
鉄鋼材料のリサイクル時に混入する銅は,中・高温の熱処理によってナノクラスタと呼ばれる析出物を形成し(Fig.2),合金の高強度化を図ることが可能です。本テーマでは,Cuクラスタの形成挙動に及ぼす他の合金元素の影響を明らかにし,新規熱処理型鉄鋼材料の開発を目指しています。
Schematic illustration of SEM-EBSP system.

Fig.1 High resolution transmission electron microscopy (HRTEM) image (a) and FFT spectra (b)(c) obtained from two different regions of a melt-spun Al90Ni3Gd7 metallic glass. Faint spots in (c) originate from nanocrystalline α-Al particles.
Schematic illustration of SEM-EBSP system.

Fig.2  Typical three-dimensional atom probe (3DAP) map of various elemental atoms around a Cu-rich cluster formed in a low alloy steel.
● 主な公表論文 ●
(1) S. Hirosawa et al., Quantitative estimation of microstructural dependence of creep characteristics for 3003 aluminum alloy sheets, Aluminum alloys, Their physical and mechanical properties, Wiley-VCH GmbH & Co.KGaA, 2(2008), 1532-1538.
(2) A.Serizawa et al., Three-dimensional atom probe characterization of nanoclusters responsible for multistep aging behavior of an Al-Mg-Si alloy, Metall.Mater.Trans., 39A(2008), 243-251.
(3) 廣澤渉一 et al., Al-3%Mg-1%Cu合金の時効硬化およびナノ析出組織に及ぼすAg添加の影響, 軽金属, 56 (2006), 673-679.
(4) S. Hirosawa et al., Improvement of Bake-Hardening Response of Al-Mg-Cu Alloys by means of Nanocluster Assist Processing (NCAP) Technique, Materials Science Forum, 519-521(2006), 215-220.
(5) 廣澤渉一 et al., アルミニウム合金中の原子間,原子-空孔間相互作用エネルギーの第一原理計算とマイクロアロイング元素の挙動予測, 軽金属, 56(2006), 621-628.
(6) S. Hirosawa et al., Experimental and computational investigation of formation of precipitate free zones in an Al-Cu alloy, Mater. Trans., 46(2005), 1230-1234.
(7) S. Hirosawa et al., Combined atomic-scale modelling and experimental studies of nucleation in the solid state, Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 361(2003), 463-477.
(8) S. Hirosawa et al., Classification of the role of microalloying elements in phase decomposition of Al based alloys, Acta mater., 48(2000), 1797-1806.

著書
(1) 廣澤渉一 共著, ナノマテリアル工学大系 第2巻ナノ金属 第7章 第4節 モンテカルロ法を用いた計算機シミュレーション, フジ・テクノシステム. 465-472(2006)


The application of steels and non-ferrous materials (e.g. aluminum and magnesium alloys) over a wide range of structural components requires deep knowledge of relationship between the mechanical properties and microstructures. The alloy designing, process development and evaluation of various characteristics are conducted in this laboratory for fabricating new metallic materials with more excellent properties. The proposal of less environmentally damaging materials is also aimed to meet the demand from industries. The current topics of this laboratory are
(1) Creep properties and microstructural change of Al-Mn alloys for heat-exchangers of automobiles
(2) Development of new fabrication process of Al-Mg-Si alloy sheets for body-panels of automobiles
(3) Development of Al-Si die casting alloy for heat-exchangers with refrigerant gas of a low global warming potential
(4) Development of age-hardening technology for ultrafine-grained aluminum alloys processed by giant straining
(5) Measurement of viscosity of liquid for developing aluminum based bulk metallic glasses
(6) High strengthening of low-alloy steels with impurity copper involved during recycling process.

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