メーカーが理想の素材を考えるとき。 強い、軽い、しなやか、この3つの形容詞が頭に浮かぶかもしれません。 なぜなら、これらの特性により、材料は大きなストレスに耐えながら、さまざまな用途に使用することができるからです。 このたび、新たな研究により、現在市販されているチタン合金の中で最も強いとされる新しいチタン合金が開発されました。 この新しい合金は、自動車や航空宇宙産業などに大きな影響を与える可能性があります。

炭素繊維は、最新かつ最も重要な材料革命として広く受け入れられていますが、この新しいチタン合金は、その上を行く可能性があります。 Ti185と名付けられたこの合金は、実は50年ほど前に初めて製造されたものです。 しかし、その製造工程は粗雑で、ある場所は強く、ある場所は脆いという、一貫性のない金属混合物になってしまった。 そこで冶金学者たちは、原料のチタンに鉄、バナジウム、アルミニウムを混ぜて、Ti185を作ろうとした。 しかし、鉄と混ぜてしまうと塊になってしまい、製品に不具合が生じるという問題があった。 3430>

純チタンは実はそれほど強くないので、製造業者が求める特性を持たせるために、合金を作る必要があるのです。 今日、航空宇宙や航空機の製造に使用されている一般的なチタン合金の強度を高めるために、アメリカにあるエネルギー省のパシフィック・ノースウエスト国立研究所 (PNNL) の研究者は、Ti185 を手頃な価格で製造する方法を開発しました。 3430>

この原子の並びを間近で見ることができたのは初めてのことでしたが、研究者たちはさらに一歩踏み込みました。 PNNLの研究者たちは、このナノ構造を操作して、これまでに開発された中で最も強度の高いチタン合金を作り出しました。 また、この新しいプロセスのもう一つの利点は、従来のチタン合金の製造と比較して、よりコスト効率が良いということです。

PNNLの材料科学者であるArun Devaraj氏は、「低温熱処理工程の前にまず高温で熱処理すると、現在市販されているどのチタン合金よりも10～15パーセント強いチタン合金を作成でき、スチールのおよそ2倍の強度を持つことがわかりました」と語っています。 Ti185は、従来のチタン合金よりも10～15％強いことがわかりました。これは記念すべき成果であり、製造コストの低さも相まって、さらに印象的です。 Ti185は、自動車製造に使われる自動車用鋼の約2倍の強度を持ち、重量は半分です。

PNNL の発見は、チタンを扱うだけにはとどまりません。 このプロセスを使って、さらに多くの合金を改良できるかもしれません。

「これは、チタン合金でできることの境界を押し広げるもので、今、何が起こっているのか、なぜこの合金がこれほど高い強度を持つのかを理解したので、研究者は、Ti185のものと同様の微細構造を意図的に作成することによって他の合金を修正できるかもしれないと考えています」。 と、Devaraj は説明しています。

この研究により、世界を前進させるような、さらに画期的な冶金的発見がもたらされるかもしれません。 新しい航空機や航空宇宙技術、消費者向け自動車が、まもなくこれらの高度な合金に依存するようになるかもしれませんし、それは単なる始まりに過ぎないかもしれません。 非常に高い強度の材料を製造しながら、コストも抑えられるというのは、メーカーにとって夢のような話です。