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Press Release

輸送機器の抜本的な軽量化を目指し、新たに2テーマを採択

―中性子ビームによる材料評価とマルチマテリアル接着技術―
2017年4月26日
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構
理事長 古川一夫

NEDOは、自動車など輸送機器の抜本的な軽量化を目指した材料開発プロジェクトで、2つの研究開発テーマを新たに採択しました。研究開発のスピードアップと確実な社会実装を目指し、高精度で小型の中性子ビームによる材料評価と、多様な構造用材料を適材適所に組み合わせるマルチマテリアル接着技術のテーマに着手します。

1.概要

自動車などの輸送機器は、国内CO2総排出量の20%近くを占めています。燃費改善のため、車両の軽量化が重要課題の一つとされています。

NEDOは、自動車、鉄道車両、航空機等の抜本的な軽量化に向けて、革新的な鋼板、アルミニウム材、チタン材、マグネシウム材、炭素繊維、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)※1等の開発と、これらの材料を適材適所に使うための接合技術の研究開発を進めています(革新的新構造材料等研究開発、平成26年度~34年度予定)。

今回、研究開発のスピードアップと確実な社会実装を目指し、材料評価とマルチマテリアル接着技術のテーマ2件を新たに採択しました。

1つ目のテーマは、高精度で小型の中性子ビーム※2装置を用いた材料評価技術の開発です。中性子ビームは極めて透過力が高く、材料内部の様々な組織を非破壊で観察することが可能ですが、現在、大型中性子ビーム研究施設J-PARC※3で利用が可能です。そこで、このテーマでは、様々な材料を次々に評価していくために、小型の中性子ビーム装置を導入し、計測手法を開発します。これにより、材料評価と研究開発の大幅なスピードアップが期待できます。

2つ目のテーマは、異なる種類の材料を適材適所に組み合わせるマルチマテリアル※4構造を実現するための、接着技術の開発です。接着技術は異種材料の接合に適した方法ですが、強固な接着を実現するための条件や信頼性をいかに担保するかが課題となっています。そこで、このテーマでは、接着部の強度評価法、耐久性予測法、検査手法、設計手法の確立を進めます。これにより、プロジェクト中で開発した多様な構造用材料を用途向けに組み合わせることが可能となり、より確実な社会実装の推進が期待できます。

  • プロジェクトの概要図
    図.「革新的新構造材料等研究開発」プロジェクトの概要

2.事業の内容

【1】事業名

革新的新構造材料等研究開発

【2】新規のテーマ内容詳細

研究開発テーマ1:「中性子等量子ビームを用いた構造材料等解析技術の開発」

中性子等の量子ビーム※5を用いた鋼板を中心とする金属材料の微細組織・ナノ析出物等の解析技術の高度化、接着・接合部のモニタリング手法、元素分布・応力分布等を計測可能な新たなイメージング手法※6の開発に取り組みます。また、新たに小型加速器中性子源の開発を進め、中性子による解析技術の産業利用を促進するとともに、J-PARC等の大型中性子研究施設との連携を深め、構造用材料研究を効率的に進めるためのネットワークを構築していきます。

研究開発テーマ2:「構造材料用接着技術の開発」

構造用材料の接着メカニズム解明のために、接合特性に関与する接着界面の構造や、界面における相互作用、並びに接着する金属や樹脂の適切な表面状態を明らかにします。また、接着部の強度評価法、耐久性予測法、接着部の検査手法を開発し、接着部位の設計手法を確立します。これらにより、物性の異なる異種材料の組み合わせに適した接着技術を開発します。

【3】事業予算・期間

事業全体
407億円予定(平成26~34年度)
研究開発テーマ1
18億円予定(平成29~34年度)
研究開発テーマ2
10億円予定(平成29~34年度)

【4】新規のテーマ委託先

研究開発テーマ1:「中性子等量子ビームを用いた構造材料等解析技術の開発」

新構造材料技術研究組合(ISMA)
(うち、研究分担先は以下の組合員)

  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • 新日鐵住金株式会社
  • JFEスチール株式会社
  • 株式会社神戸製鋼所
  • 株式会社日産アーク
研究開発テーマ2:「構造材料用接着技術の開発」

新構造材料技術研究組合(ISMA)
(うち、研究分担先は以下の組合員)

  • 国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • セメダイン株式会社

【用語解説】

  • ※1 炭素繊維強化プラスチック(CFRP)
    炭素繊維で強化したプラスチック成形品(樹脂成形品)の総称(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)。
  • ※2 中性子ビーム
    中性子とは、原子核を構成する中性の粒子。中性子ビームとは、中性子の粒子線のこと。中性子は電荷を持たず、陽子・電子との相互作用が小さいため、中性子ビームは物質への透過率が高く、物質内部の構造を調べるのに適している。
  • ※3 J-PARC
    茨城県東海村にある、Japan Proton Accelerator Research Complex(大強度陽子加速器施設)の略。高エネルギーに加速した陽子ビームをターゲットに衝突させ、発生する中性子、ミュオン、K中間子、ニュートリノなどの2次粒子ビームを利用して各種実験を行う施設群。
  • ※4 マルチマテリアル
    複数の異なる材料を適材適所に配置し機能や性能を向上させた構造体であり、軽量化や高剛性化等が可能になる。
  • ※5 量子ビーム
    中性子線、電子線、イオンビーム等の粒子線や放射光、γ線等の電磁波の総称のこと。物質の構造解析には中性子線だけでなく、X線や陽電子線等も利用される。
  • ※6 新たなイメージング手法
    量子ビームを材料に照射し、透過した量子ビームをエネルギー毎に分けて計測することで、材料の格子間隔の伸び縮みを測定し、添加元素の分布や応力分布(どこにどのような力がかかっているか)を知ることが出来る手法。これをブラッグエッジイメージングという。

3.問い合わせ先

(本ニュースリリースの内容についての問い合わせ先)

NEDO 材料・ナノテクノロジー部 担当:宮本、廣井、椎野、齋藤(英)、今西 TEL:044-520-5220

(その他NEDO事業についての一般的な問い合わせ先)

NEDO 広報部 担当:藤本、髙津佐、坂本 TEL:044-520-5151 E-mail:nedo_press@ml.nedo.go.jp