材料加工学研究室
研究室概要
榊・細野研究室では、機械材料と加工法の研究をしています。榊研究室と細野研究室は独立した研究テーマを持っていますが、学生室を共有しており、各種年間行事や研究室内発表会、一部のゼミなどを合同で実施し、綿密に連携しています。
榊研究室
環境問題の解決策とも関連し、 機械の高性能化を図るため部材がますます過酷な環境下で使用され、 部材の外界との接点である表面の高機能化が重要となっています。 そこで、現在は厚膜形成が可能なコーティング技術である『溶射法』による 高機能皮膜の作製や新しい溶射プロセスである『コールドスプレー（Cold Spray:CS）法』を研究しています。 溶射は、材料、力学、熱流体力学などの多数の分野の知識を必要とし、 研究室では基礎的な研究から、企業との共同研究によって数多くのアプリケーション開発まで行っています。
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機械部材の高機能化のための『コーティング技術（プロセスと材料）の開発』
新コーティング法を用いたＣＳ技術国内パイオニアとしての技術開拓
コールドスプレー技術を学んでみませんか？
【研究から広がる未来】
榊研究室は、新しいコーティング法のCS技術の国内でのパイオニアであり、
基礎研究のほかに、新たな可能性を模索した企業との共同研究を精力的に行っています。
コールドスプレー法により
カーボンナノチューブ（CNT）を複合させた次世代のリチウム電池用のシリコン電極
新しい接合メカニズムを用いてセラミック基材を金属皮膜に組み合わせたパワーユニット
の開発を切り拓いています。
【卒業後の未来像】
自動車、造船、プラントや精密・医療機器などのメーカーに卒業生は就職しています。
研究テーマにとらわれず、自分の希望する分野を選択しておりますが、
研究室での基礎学力と現場適応力を身に着けて、企業で活躍しています。
細野研
細野研究室では
- ・レーザ加工と化学反応の複合による加工の高度化
- ・アルミニウム合金基カーボンナノファイバ複合材の開発
について主に実験的に研究しています．工作機械による実験装置の自作や化学薬品の取り扱いなど，手を動かした作業の多い研究室です．
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レーザ加工と化学反応の複合による加工の高度化
一般的なレーザ加工においてはレーザ加熱による材料表面の爆発的な溶融・飛散現象（レーザアブレーション）により材料を除去することで加工が進展します．この際に飛散した材料（デブリ）が加工部の周囲に付着したり，加工部表面に溶融・再凝固した層（加工変質層）が残留する問題があります．
レーザ加工の応用例の一つであるレーザダイシングは，素子や回路を形成したシリコンウェーハを賽の目状に切断してチップに切り分ける加工です．ダイシング後，1つ1つのチップは真空コレットにより吸着してピックアップされますが，その際にチップ表面にデブリが付着していると，デブリが突き刺さるようにしてチップを傷つけてしまうことがあります．また，加工変質層がチップの周囲に形成されていると，チップに曲げの力がかかった場合に破損しやすくなることがあります．
そこで本研究室ではシリコンを溶解できる溶液（エッチング液）中で材料を加工することで，発生したデブリを直ちに溶解して除去することに取り組んでいます．エッチング液は温度により溶解速度が大きく変化するように工夫することで，レーザ光が当たっていない部分では溶解が起きないようにすることが肝となります．また，この際に加工変質層も同時に除去される傾向にあることが分かっています．
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アルミニウム合金基カーボンナノファイバ複合材の開発
カーボンナノチューブは極めて高い引張強度を持つことから他の材料と混合することで材料の強度を高めることが期待されます．しかしカーボンナノチューブの表面には他の物質が付着しにくく，例えば溶融させたアルミニウム合金にカーボンナノチューブを投入すると両社は混ざり合わず分離してしまいます．
そこで本研究室では溶融した金属に混合できるようにすることを目指して，カーボンナノチューブの表面をレーザやプラズマなどを用いて性質を変化させることを試みています．また金属を溶融させるより容易に複合材料を作製できる粉末冶金法を用いて実際に複合材を試作してその性質を調査しています．上記のような表面処理は，粉末冶金法を用いる場合にも母材合金とカーボンナノチューブとの接合力を向上させる効果があることが明らかになりつつあります．
