材料の複合化や合金化による機能向上を目指し，溶融凝固や拡散・相変態で生まれるミクロ組織と特性との関係を研究しています．
2025後期工学実験
瑠璃実験中
MM24生中間Poster
202512月名城公園
小川IMR研磨
2024ISIJ伸線部会

金属材料は熱処理によってその特性が大きく変化します．特に鉄鋼材料は，同じ成分でも3倍ほど高い強度を，加熱・急冷のみで比較的容易に得ることができます．またレーザ等による材料の局部加熱は，必要な部分のみを硬化・改質したり，異種材を接合することができます．田中研では，鉄鋼や銅・銅合金およびその酸化物を対象に，熱処理や改質後のミクロな構造と特性との関係を明らかにしようと日夜取り組んでいます．ミクロ構造とは多様な原子が配列した結晶が集まったグループ（相）の組合せを指し，ミクロ組織とも言います．ミクロ組織は熱や加工のエネルギーを受けて生き物のように変化します．これをうまく制御すれば，機械材料は優れた力学特性や電磁気特性を持つようになるのです．

簡単に言うと，熱を多く投入するほど原子が良く拡散して均一な相を形成し，これに大きな加工を加えるほどミクロ組織は微細になります．従来はこのようにして優れた強度を持つ合金材料や機械部品を製造していました．しかし近年の環境問題に対応して，特に自動車分野では部品が小型・集積化され，その生産技術にも多くの革新が起こっています．加熱するのも，短時間で必要な部分だけに（局所加熱），大きな設備を使わずに，そして汎用材料をベースに「適材適所」で改質する，あるいは高機能材を付加・接合していく．

いかに省エネルギーで意図したミクロ組織に変化させるか
将来のモノづくりを目指した材料研究を志する学生を待っています

2025年度は学部生9名，大学院生1名が旅立つ予定です

写真の計13名は3/19に学位授与式を迎えます．

最近のニュース

研究トピックス

電解腐食で見えた！マルテンサイトと炭化物

電解腐食・電解抽出という鉄鋼材料中のごく微細な構造をレリーフ状に浮き出させて観察する手法に取り組んでいます．良く表面研磨した試料に特殊な溶液中で定電流を流すと，鉄の素地が少しずつ溶けだし，埋まっていた異質な相が写真のように粒子と素地の位置関係が鮮明に観察できるようになります．
この手法は古くから鉄鋼材料の析出物や介在物を抽出するのに用いられてきました．4年生のひとりはアドバイスを受けながら電解条件を最適化し，10nmにも満たないナノ炭化物がマルテンサイトブロックに沿って析出する様子をとらえました．
．．．研究の詳細はこちらをご覧下さい．

粉末の溶融現象～溶融造形の表面科学～

ピカピカと光る銅(Cu)の粉末．これは金属積層造形用の球状Cu粉末で，金属3Dプリンタによって複雑な形状を造形できます．粉末は加熱されるとまず表面がうっすらと溶融し，となりの粉末と結合して液滴になります．その小さな金属液滴が集まって溶融池を形成し，移動しながら凝固していくんですが，ここで空洞ができると欠陥になります．
4年生二人はこのようなCu粉末の溶融挙動を研究しており，興味深い結果が出つつあります．
．．．使用している装置はこちらを参照して下さい．

．．．最新のデータはこちらを参照して下さい．

レーザ加熱装置のビーム調整～ねらった温度になるように！

2021年度に導入されたレーザ加工装置ですが，金属溶融を研究対象とするからには正確に所定の温度に加熱する必要があります．レーザ加熱の要はビームの形状と出力・時間の制御にあります．4年生ががんばって，ビームのフォーカス距離と加熱領域の大きさを丹念に調べ，放射温度計で数多く測定した結果，出力×時間により到達温度をうまく制御できることが分かりました．
上の図で見てもらいたいのは，だいたい0.1sで1000℃に達していることです．これはごく少量の銅粉末の加熱結果ですが，10,000K/sという超高速で加熱され，1.0sでほぼ冷却されていることになります．

レーザ溶浸による部分改質～キャピラリティ現象～

銅粉末と酸化物との混合物をレーザで溶融させ，銅とスラグが分離した2液相分離状態を作ります．これを他の材料の隙間へキャピラリティ効果によって浸入させ，材料の電磁気特性を遮断するような層を作ることに挑戦しています．
本学のIRレーザでは低速で溶融させなければならず，その間に基材も同時に溶融してしまうので苦戦しています．2kWくらいのレーザをお貸し頂ける企業様を募集しています．具体的な研究内容はこちらで紹介しています．

2024年度のニュース

修了生より　～大学院の研究生活を振り返って～

25年度修了　福冨 友哉
修士論文：
累積加熱に対するCr-V-Mo鋼の優れた軟化抵抗
― γ+α域からの相変態とナノ析出組織の形成機構 ―

私の近況
工事中．
 研究を振り返って
Comming Soon !
24年度修了　辻 篤志
修士論文：
電磁気材料の複合化加工における凝固組織と電気特性の関係

私の近況
4月から入社し，5月末まで研修です．最初は講和と座学で少し退屈な日々でした． ただ１週間で知多，星崎，研究所，滝春，築地，中津川，渋川（群馬）を工場見学したためなかなかハードな日々でもありました．その後座学を挟んだのち文理合同現場実習で渋川工場に伺い現場見学し，現場スタッフの環境や肉声から配属されてからの現場とのかかわり方を学んできました．GWは有休消化もかねて11連休をいただきまして後輩たちと飲みに行ったり研究室にも顔を出したりと満喫していました．GW後は配属先が決まる研究発表がありまして，「複合抵抗材のレーザ造形と電気抵抗」のテーマで発表いたしました．残りの研修では会社の歴史，成り立ちなどをグループで調査していきます．
 研究を振り返って
学部4年から約3年間研究を続けさせていただいた中で，CuやCu合金，そしてケイ素鉄など様々な材料に触れることができました．また三菱電機や日本電子など様々な企業に伺うことができたのは教授の多大なるご助力があったからだと思っておりとても感謝しております．
さて研究ではレーザに対して難加工材であるCu系の研究ということで，なかなかうまくいかない，ほんとにこれでいいの？というような不安は常に持っていました．しかし，最新鋭のレーザ金属3Dプリンタなどを用いて研究できたことは非常に良い経験だったと思います．一方で研究を通じて外部企業の様々な方々と交流できたこと，後輩指導および研究室の改善は人前でのふるまい方や就職活動でも力になりました．特に後輩指導ではただ指示するだけではなく，目的と方法をしっかり伝えることの大切さを学べました．ただ後輩たちの仕事を自分だけで進めてしまうことが多く，研究という面ではあまり育成できていなかったと思います．また研究室での日々は非常に楽しく，後輩たちといるときに常に笑っていられたのはいい思い出ですし，卒業後も遊びに行く仲間となっています．まとめとして，研究を振り返りますと学部生では味わえない非常に濃密で有意義な時間を過ごせたと思います．

2024年度は過去最多の12名の学生が旅立ちました！

2024年度は9名の4年生，3名の院生が無事，3/21に学位授与式を終えました．
いつもながら揃いが良くなく3人ほど写ってないですが，とにかくおめでとう！

実験室が広く，新しく，機能的になりました！

これまで３つの小部屋に分かれていた実験室が，大きな実験室に集約されました．移転にあたっては各装置の結線を外し，主要部分をクッション材でつつみ，再び結線と配管に悩むという皆さんの苦闘を経て，無事すべての機器が再稼働しました．D棟1階の奥ですが，西側窓に面して明るいです．徳納先生の実験室にあった装置の一部もやってきました．そのため，他の研究室の学生も頻繁に出入りし，楽しくかつ他の人がどんな実験をしているかなど交流しやすい開放的な実験室になりました．

2023年度までのニュース