井手 直樹 (イデ ナオキ)

IDE Naoki

写真a

所属学科・専攻等

物理工学教育類 材料機能分野
物理工学専攻 材料機能分野

職名

准教授

出身大学院

  • 1991年04月
    -
    1994年03月

    横浜市立大学  総合理学研究科  自然システム科学専攻博士課程  修了

  • 1989年04月
    -
    1991年03月

    横浜市立大学  総合理学研究科  システム要素科学専攻修士課程  修了

取得学位

  • 横浜市立大学 -  博士(理学)

  • 横浜市立大学 -  理学修士

所属学会・委員会

  • 1994年06月
    -
    継続中

    日本金属学会

  • 1991年02月
    -
    継続中

    応用物理学会

  • 1990年01月
    -
    継続中

    日本物理学会

専門分野(科研費分類)

  • 金属物性・材料

  • 物性Ⅰ

  • 数理物理・物性基礎

 

学位論文

  • Computer Simulation of Dislocations in Anthracene Crystals

    Naoki IDE

      1994年03月(年月日)

    学位論文(博士)   単著

論文

  • Amplitude-Dependent Internal Friction Study of Fatigue Deterioration in Carbon Fiber Reinforced Plastic Laminates

    Yoichi Nishino, Ryota Kawaguchi, Satoshi Tamaoka, Naoki Ide

    Materials Research ( Universidade Federal de São Carlos )  21   e20170858   2018年04月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    The amplitude-dependent internal friction in carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates subjected to fatigue cycling has been measured and analyzed to convert into the plastic strain of the order of 10-8 as a function of effective stress. The microplastic flow indeed occurs in the stress range three orders of magnitude lower than the failure stress, and the stress-strain curves tend to shift to a lower stress as the number of cycles increases, thus indicating a decrease in the CFRP strength. The microflow stress at the plastic strain of 1×10-8 keeps a constant value of about 0.4 MPa in the range less than 103 cycles but then decreases gradually, whereas the Young’s modulus evaluated from the resonant frequency is almost constant up to 104 cycles where only transverse cracks are found. Thus we can successfully detect the onset of fatigue deterioration by means of the amplitude-dependent internal friction.

  • ホイスラー合金Fe2VAlの変形特性に及ぼす結晶粒径の影響

    深田 雄介, 井手 直樹, 西野 洋一

    日本金属学会誌 ( 日本金属学会 )  80 ( 5 ) 317 - 320   2016年04月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    The deformation behavior of fine-grained Heusler-type Fe2VAl alloys (average grain diameter d = 14, 2.0, 1.4 and 0.4 μm) made by pulse current sintering (PCS) has been investigated in comparison with the arc-melted alloys with d = 130 μm. The yield stress of the Fe2VAl alloys at 300 K increases as the grain size decreases, following the Hall-Petch relationship except for d = 0.4 μm. An anomalous increase in the yield stress with increasing temperature can be observed for d = 14 and 130 μm, whereas the yield stress peak disappears for d = 2.0 μm. The yield stress decreases at a lower temperature for finer grains, which occurs in parallel with a steep rise in the strain rate sensitivity exponent m. The m value for d =2.0 μm reaches the maximum of 0.32 at 1123 K, and the temperature is almost 200 K lower than that for d =130 μm. The decrease in the yield stress can be explained by a lower temperature superplasticity for finer grained alloys.

  • 非化学量論組成ホイスラー合金Fe2-yV1+x+yAl1-xの熱電特性

    犬飼 学, 宮崎 秀俊, 井手 直樹, 西野 洋一

    日本金属学会誌 ( 日本金属学会 )  79 ( 11 ) 621 - 626   2015年11月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    We report the thermoelectric properties of the off stoichiometric Fe2-yV1+x+yAl1-x alloys in the temperature range from 300 to 750 K. Fe2-yV1+x+yAl1-x alloys with V rich (1+x+y>1-x, i.e., y>-2x) and Al rich (y<-2x) composition show the negative and positive sign of Seebeck coefficient, respectively, and the peak temperature of Seebeck coefficient shifts to the higher temperature side with increasing V and Al composition. Electrical resistivity of Fe2-yV1+x+yAl1-x alloys shows the metallic temperature dependence. Due to the combination of the Fe/V and V/Al off stoichiometric effects, Fe1.97V1.12Al0.91 and Fe2.03V0.89Al1.08 alloys show the highest power factors of 4.03×10-3 W/mK2 for n type and 2.52×10-3 W/mK2 for p type at 500 K, respectively.

  • Thermoelectric properties of Heusler-type off-stoichiometric Fe2V1+xAl1−x alloys (共著)

    Hidetoshi Miyazaki, Suguru Tanaka, Naoki Ide, Kazuo Soda, Yoichi Nishino

    Materials Research Express   1 ( 1 ) 015901   2013年11月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    非化学量論組成Fe2V1+xAl1−x合金を作成し、熱電特性を評価した。xが負のときにp型となり、出力因子はx=-0.03で4.3x10-3 W/m2に達し、xが正のときにn型となり、出力因子はx=0.05で6.8x10-3 W/m2に達した。ピーク温度は300~600 Kであり、従来のFe2VAl系合金より優れた高温特性を有することが分かった。

  • Interaction Potential between a Dislocation and a Pinning Atom in FCC Metals (共著)

    Toshio Kosugi, Yoshiaki Kogure, Yoichi Nishino, Naoki Ide, Isao Nakamichi

    Solid State Phenomena   184   131 - 136   2012年01月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

    転位と溶質原子の相互作用力を評価するためにCuの振幅依存性内部摩擦を測定した。一定の内部摩擦を与えるのに必要な応力振幅の温度依存性は、コットレル型の相互作用ポテンシャルを仮定することで説明された。これは、修正コットレル型ポテンシャルを必要とするAlの場合とは明らかに異なる。

  • Fe2VAl系ホイスラー化合物の熱電特性に及ぼす非化学量論組成の効果

    三大寺悠介, 井手直樹, 西野洋一, 大和田毅, 原田翔太, 曽田一雄

    粉体および粉末冶金   57   207 - 212   2010年04月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Internal friction and Magnetic properties of Thermally Aged Fe-1wt.%Cu Alloys

    Yasuhiro Kamada, Yoichi Nishino, Sanzo Hosoi, Satoshi Tamaoka, Naoki Ide, Hiroaki Kikuchi, Satoru Kobayashi

    Materials Science and Engineering A   521-522   209 - 212   2009年09月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • p型Fe2(V1-x-yTixTay)Al合金の熱電特性

    森知之, 井手直樹, 西野洋一

    日本金属学会誌   72 ( 8 ) 593 - 598   2008年08月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • Thermoelectric Properties of p-Type Heusler Compounds (Fe2-xCox)(V1-yTiy)Al

    Hiroyuki Nakayama, Naoki Ide, Yoichi Nishino

    Materials Transactions   49 ( 8 ) 1858 - 1862   2008年08月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

  • 擬ギャップ系Fe2VAlの熱電特性に及ぼすRe置換の効果

    小林史典, 井手直樹, 西野洋一

    日本金属学会誌   71 ( 2 ) 208 - 212   2007年02月  [査読有り]

    研究論文(学術雑誌)   共著

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研究発表

  • 希土類酸化物SmO薄膜の結晶構造解析と電子状態評価

    吉川佳範, 宮崎秀俊, 西野洋一, 井手直樹

    学生による材料フォーラム  (ウインクあいち)  2018年10月  -  2018年10月  日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部

  • 非化学量論組成Fe2VAl合金におけるTi置換によるp型熱電性能の向上

    上園秀哉, 西野洋一, 宮崎秀俊, 井手直樹

    学生による材料フォーラム  (ウインクあいち)  2018年10月  -  2018年10月  日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部

  • MEM/Rietveld法によるホイスラー型Fe2VAl1-xSix熱電変換材料の電子状態評価

    福崎一誠, 宮崎秀俊, 井手直樹, 西野洋一

    学生による材料フォーラム  (ウインクあいち)  2018年10月  -  2018年10月  日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部

  • 非化学量論組成Fe2VAl系熱電材料の熱伝導率に及ぼす組成比の影響

    高原裕治郎, 井手直樹, 宮崎秀俊, 西野洋一

    学生による材料フォーラム  (ウインクあいち)  2018年10月  -  2018年10月  日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部

  • Measurement of interaction potential between a dislocation and a solute atom in FCC metals

    Toshio Kosugi, Naoki Ide, Yoichi Nishino

    International symposium on Atomistic Processes of Crystal Plasticity  (“Fukutake Hall” in the Hongo Campus of The University of Tokyo)  2018年10月  -  2018年10月 

  • Fe2VAl系熱電材料の熱伝導率に及ぼす非化学量論組成の効果

    高原裕治郎, 井手直樹, 宮崎秀俊, 西野洋一

    日本金属学会秋期大会  (東北大学川内北キャンパス)  2018年09月  -  2018年09月  日本金属学会

  • 転位と溶質原子の相互作用ポテンシャルの測定

    小杉 俊男, 井手 直樹, 西野 洋一

    日本物理学会秋期大会  (同志社大学上京田辺キャンパス)  2018年09月  -  2018年09月  日本物理学会

  • Cu-M (M = Al, Ni, Sn)固溶合金の転位と溶質原子の相互作用エネルギーの評価

    和田 敬司, 井手 直樹, 西野 洋一

    学生による材料フォーラム  (名古屋工業大学)  2017年11月  -  2017年11月  日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部

  • 非化学量論組成Fe2VAlの熱電性能に及ぼすTa置換の効果

    上園秀哉, 西野洋一, 宮崎秀俊, 井手直樹

    学生による材料フォーラム  (名古屋工業大学)  2017年11月  -  2017年11月  日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部

  • Cu-Al希薄合金の振幅依存性内部摩擦の低温測定

    小杉 俊男, 和田 敬司, 井手 直樹, 西野 洋一

    日本物理学会秋期大会  (岩手大学上田キャンパス)  2017年09月  -  2017年09月  日本物理学会

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工業所有権

  • 熱電変換材料

    特願 2007-57398  特開 2008-218896  特許 5070546

    西野洋一, 井手直樹, 中山博行

  • 熱電変換材料

    特願 2008-506162   特開 WO2007/108176  特許 5303721

    西野洋一, 井手直樹, 宮下亜紀

科研費(文科省・学振)獲得実績

  • 擬ギャップ系ホイスラー化合物の電力物性と熱電変換材料への応用

    基盤研究(B)

    研究期間:  2005年04月  -  2008年03月  代表者:  西野 洋一

    擬ギャップ系においてフェルミ準位を巧みに制御して優れた熱電特性が発現することを明らかにするために,Fe2VAlにおける置換元素のサイト選択性を考慮して第四元素で部分置換した擬二元合金について,ゼーベック係数と電気抵抗の温度依存性を系統的に測定する。

受託研究受入実績

  • 科学技術振興機構(JST)マッチングプランナープログラム「探索試験」 「鋳造法を利用するFe2VAl系熱電素子材料の作製と熱電性能の向上」

    提供機関: 科学技術振興機構  一般受託研究

    研究期間: 2015年10月  -  2016年09月  代表者: 西野 洋一

    自動車や自動二輪車など移動体の内燃機関からの排熱を有効利用する方法として熱電変換が検討されている。レアメタルフリーでしかも高強度なFe2VAl系熱電素子材料については,これまでアーク溶解法で作製されているが,低コストで素子を大量生産することを目指して鋳造法による作製可能性を検証する。とくにFe2VAl系鋳造材の組成制御方法を確立し,V/Al組成比を化学量論比からわずかにずらすことにより,アーク溶解材のゼーベック係数の9割以上を目標として材料開発を行う。さらに,鋳造による急冷効果を利用すれば凝固組織の微細化により熱伝導率を低減できるので,300℃での熱電性能指数ZT=0.25の達成を目指す。

  • 科学技術振興機構(JST)復興促進プログラムプログラム(A-STEP)探索タイプ「熱伝達性に優れたレアメタルフリー熱電材料の開発」

    提供機関: 科学技術振興機構  一般受託研究

    研究期間: 2012年10月  -  2013年09月  代表者: 西野 洋一

    高強度なホイスラー化合物をベースにして,熱伝導率を広範囲に制御できる熱電材料開発を行うことを目的とした。p型性能向上のため,非化学量論組成Fe#D2#DRVAlをベースとしてTiで置換した結果,ゼーベック係数の最大値は340Kにおいて106μV/Kになった。このp型とn型材料と組み合わせると,ゼーベック係数の絶対値の和は266μV/Kとなった。n型についてはSi置換合金が優れた熱電特性を有しており,Vの一部を同族のTaで置換して熱伝導率を約7W/mKまで低減させることに成功した。重元素置換だけでは熱伝導率は目標の5W/mKには届かなかったが,組織微細化を組み合わせることで目標を達成できる見通しが立った。

  • 経済産業省 地域新生コンソーシアム研究開発事業「二輪車に搭載できる高強度ナノホイスラー熱電モジュールの開発」(補完研究)

    提供機関: 経済産業省  一般受託研究

    研究期間: 2008年04月  -  2013年03月  代表者: 西野 洋一

    熱電発電特性が高く、機械的な強度に優れ、かつ資源生産性の高いFe2VAlを用いた熱電発電システムの構築を目的とし、2年間にわたる地域新生コンソーシアム研究の補完研究を行い、実用化を推進する。

  • 経済産業省 地域新生コンソーシアム研究開発事業「二輪車に搭載できる高強度ナノホイスラー熱電モジュールの開発」

    提供機関: 経済産業省  一般受託研究

    研究期間: 2006年06月  -  2008年03月  代表者: 西野 洋一

    熱電発電特性が高く、機械的な強度に優れ、かつ資源生産性の高いFe2VAlを用いた熱電発電システムの構築を目的として研究開発を実施する。二輪車に特有の走行時の向かい風による空冷効果を利用することにより、発電システムの簡素化および耐久性の向上を特徴とした開発を行った。

 
 

学会・委員会等活動

  • 2018年09月
    -
    2018年10月

    日本金属学会   日本金属学会第60回技術賞選考委員

  • 2018年09月
    -
    2018年10月

    日本金属学会   日本金属学会第77回功績賞選考委員

  • 2018年04月
    -
    2020年04月

    日本金属学会   会誌編集委員会・欧文誌編集委員会査読委員

  • 2018年04月
    -
    2018年05月

    日本金属学会   日本金属学会第66回論文賞選考委員

  • 2018年04月
    -
    2020年03月

    日本金属学会   日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部評議員

  • 2017年05月
    -
    2017年11月

    日本金属学会   第27回学生による材料フォーラム実行委員

  • 2017年04月
    -
    2017年05月

    日本金属学会   日本金属学会第65回論文賞選考委員

  • 2016年04月
    -
    2018年04月

    日本金属学会   会誌編集委員会・欧文誌編集委員会査読委員

  • 2016年04月
    -
    2018年03月

    日本金属学会   日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部評議員