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日本大学 
工学部 
総合教育 

更新日:2017/07/17 
専任講師 
高木 秀有 
タカギ ヒデナリ 
Takagi Hidenari 

1978年生まれ  
Tel.024-956-8694  
 
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経歴 (公開件数:3件)
日本大学工学部ポスト・ドクター  2005/04-2006/03 
日本大学工学部総合教育物理学教室助手  2006/04-2010/03 
日本大学工学部総合教育物理学教室専任講師  2010/04-現在 

学歴 (公開件数:1件)
日本大学  大学院 工学研究科  機械工学専攻  博士後期  国内 

学位 (公開件数:1件)
博士(工学)  日本大学 

教育・研究活動状況
一般に材料の力学的性質を正しく評価するには,標準試験片を数多く用意する必要がある.しかし,先進材料や原子力材料では大きな試料を作製するのが難しく,小さな試片しか用意できないことが多い.こうした理由から,少量のミニチュア試験片を用いて力学特性が評価可能な材料試験法の確立が望まれてきた.米粒ほどの小さな試片を用いて,従来の引張クリープ試験によるのと同じ力学特性値(クリープの活性化エネルギー,応力指数など)が得られないだろうか.これを実現するための必要条件は,①クリープ変形に試料の寸法形状依存性がないこと,②新たに導入する歪み速度と相当塑性歪み速度が比例することである.
これらは塑性歪みの発達に幾何学的な相似性が維持されるときに成り立つ.これらを十分に満たす材料試験機を考案し,押込みクリープに関する構成方程式を導出しておく必要がある.
計装化押込み試験法とは,円錐形圧子を様々な負荷モードで試料表面に押込んだ際の荷重と押込み変位の時間変化を解析することにより材料の高温力学特性を評価する方法である.高温下では押込み変位が時間と共に増加する押込みクリープが生じる.押込みクリープ試験によって,変形応力を徐々に減らしたときの材料のクリープ挙動を知ることができる.
これまでに押込みクリープに関する種々の構成方程式が提案されており,このことが実験結果の解釈に混乱を来す一因ともなっている.また,高温試験では押込み変位の測定にサーマルドリフトが入り易いため,試験データの信頼性を損なう原因となっている.
これまでの我々の研究では,マイクロインデンターを用いて,純金属,固溶体合金,分散強化合金,二相合金について高温押込み試験を行い,圧子下における塑性歪み分布の時間変化に幾何学的相似性が維持されるときの押込みクリープに関する構成方程式を導き,得られたクリープ特性値が従来の引張クリープ試験結果とよく一致することを報告している.また,押込みクリープのFEシミュレーションを行い,圧子下の塑性歪み分布に自己相似性が成り立つことを証明した.さらに,Al-5.3mol%Mg固溶体合金について一定荷重押込み試験と荷重急変試験を行い,応力指数nが5から3に遷移するときの応力と押込み歪み速度の温度依存性を調べ,これについて理論的検討を加えた.また,各応力域におけるクリープの活性化エネルギーと瞬間塑性変形の有無から変形律速過程を推定し,圧子下の領域において複数の変形過程が活動する場合のクリープ速度を考え,変形律速過程のスイッチングについて検討した.これらの結果は従来の引張クリープ試験から得られている結果とよく一致した.したがって,この新しい試験法の妥当性と有用性が確認されている.
今後は,この試験法を用いて新規材料の力学特性評価を行い,それらから得た知見を新たな材料開発にフィードバックさせ,今後の産業発展に寄与していきたい. 

研究分野 (公開件数:2件)
金属物性 
構造・機能材料 

研究キーワード (公開件数:3件)
計装化押込みクリープ試験法 
高温力学特性 
軽金属 

研究テーマ (公開件数:4件)
一定応力押込みクリープ試験による微細結晶粒5083アルミニウム合金の応力指数の測定  2006-現在 
長周期積層構造相を有するマグネシウム合金における高温力学特性評価  2007-現在 
インデンテーション法を用いた活性化体積評価法の確立  2007-現在 
計装化押込み試験法を用いた超微細結晶粒を有する構造材料の力学特性評価  2010/04-現在 
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共同・受託研究希望テーマ (公開件数:1件)
インデンテーション法を用いた新しい力学特性を評価するための基礎研究 
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著書 (公開件数:1件)
工学系の物理学実験  学術図書出版社  2009/03 
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論文 (公開件数:19件)
Deformation behavior immediately after indentation load change in ultrafine-grained Al-Mg solid solution alloys  Journal of Materials Engineering and Performance  2016 
インデンテーション法による高温力学特性評価  日本材料試験技術  2015/05 
Set of conversion coefficients for extracting uniaxial creep data from pseudo-steady indentation creep test results  Materials Science and Engineering, A  2014 
Prediction of the Constitutive Equation for Uniaxial Creep a Power-Law Material through Instrumented Microindentation Testing and Modeling  Materials Transactions  2014 
押込み試験とモデリングによるべき乗則材料の単軸クリープに関する構成式の予測  日本金属学会誌  2012/10/01 
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研究発表 (公開件数:98件)
Mg基LPSO合金及び純Mgにおける荷重急変直後の塑性変形挙動の比較  軽金属学会  2017/05 
口頭発表(一般)  Mg基LPSO合金および純Mgにおける純粋な加工硬化率の測定  日本金属学会  2017/03 
口頭発表(一般)  純MgおよびMg基シンクロ型LPSO合金のクリープ特性の比較  軽金属学会  2016 
口頭発表(一般)  Mg基LPSO合金における荷重急増直後の瞬間塑性歪みと加工硬化率の測定  軽金属学会  2016 
マグネシウム基LPSO合金押出材における押込み荷重急増直後の塑性変形挙動  軽金属学会  2016 
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受賞 (公開件数:2件)
日本金属学会論文賞(力学特性部門)  2013/09/17  国内 
日本金属学会論文賞(力学特性部門)  2006/09/16  国内 
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研究費 (公開件数:17件)
研究寄付金  塑性加工が施されたLPSO型マグネシウム合金の力学特性評価  2017/04-2018/03 
学内研究費  工学部における機器共同利用に関するプラットホームの構築  2017/04-2018/03 
学内研究費  マグネシウム合金の高温力学特性とその特性向上因子  2017/04-2018/03 
学内研究費  計装化押込み試験法による単軸クリープデータの予測  2014-2015 
その他助成金  低炭素社会実現を目指した超微細結晶アルミニウム合金におけるクリープ挙動の調査  2014/04-2015/03 
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担当授業科目 (公開件数:3件)
物理学Ⅰ 
物理学Ⅱ 
物理学実験及び演習 
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所属学協会 (公開件数:5件)
日本金属学会 
日本鉄鋼協会 
軽金属学会 
日本機械学会 
日本トライボロジー学会 
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