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「ナノメタル技術プロジェクト（実用金属材料分野ナノメタル技術開発）」 （2001〜2005年度）
実用金属材料である鉄､アルミニウム､銅を対象とし、金属材料が有する強度・延性などの機械的特性や、電気伝導度・耐食性などの機能的特性を高度に引き出すことを目的とし、ナノ領域における金属組織とその生成機構を解明し、組織制御技術を確立する。また、計算科学を用いた金属組織や材質予測シミュレーション技術を開発し技術の体系化を図る。これらにより、高度な特性を有する金属材料の設計および創製を可能とする技術基盤を構築する。
鉄系
| 鉄鋼材料は、結晶粒の大きさや析出物の分布により、その特性が大きく左右されます。高強度の鉄鋼材料に必要なサブミクロンサイズの結晶粒生成技術と、ナノメートルサイズのCu析出物分布制御技術を究明して、延性にも優れた高強度新鉄鋼材料を創製するため、研究開発を進めています。これまでに、マルテンサイト系4％Cuナノ析出鋼で、強度x延性が従来鋼の1.3倍を達成した。 |
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アルミニウム系
時効析出硬化型アルミニウム合金を主体に、強度、延性、耐食性等の機能特性の大幅な向上を目的に、ナノ領域における組織とその生成機構を解明し、組織制御技術を確立を目指している。
これまでに相分解初期に形成されるいくつかのナノクラスタの存在を実験的に明らかにし、世界に先駆けて本プロジェクトが導入した３次元アトムプローブにより、それらナノクラスタの形成挙動を捉えることに成功した（図2）。
図２ ナノクラスタ支援組織（Nano-Cluster Assisted Processing）
青丸：Si 赤丸：Ag 緑丸：Mg
銅系
多段時効、急速加熱､溶湯急冷などによるナノクラスター及び粒径制御により、高強度、高導電率の銅系バルク材料を得る基盤技術の確立を目指す。また、次世代ULSI向けに配線幅100nm以下で有効な薄膜用新銅合金とその高圧リフロープロセスを開発する。
これまでに、バルク関係では新合金開発の基礎となる2?3元系銅合金の熱力学解析を終わり、薄膜関係では従来報告例のないCu配線の単結晶化などに成功した（図3）。
図３ 単結晶Ｃｕ配線パターン |
