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所属学科・専攻等 |
物理工学科 材料機能分野
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職名 |
准教授 |
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外部リンク |
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出身大学院
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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
1991年04月 - 1994年03月
国名：日本国
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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
1989年04月 - 1991年03月
国名：日本国
論文
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Machine learning based prediction of lattice thermal conductivity for half‑Heusler compounds using atomic information 査読あり 国際共著 国際誌
Hidetoshi Miyazaki, Tomoyuki Tamura, Masashi Mikami, Kosuke Watanabe, Naoki Ide, Osman Murat Ozkendir and Yoichi Nishino
Scientific Reports 11 13410 2021年06月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Springer Nature
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Amplitude-Dependent Internal Friction Study of Fatigue Deterioration in Carbon Fiber Reinforced Plastic Laminates 査読あり 国際誌
Yoichi Nishino, Ryota Kawaguchi, Satoshi Tamaoka, Naoki Ide
Materials Research 21 e20170858 2018年04月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：Universidade Federal de São Carlos
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.
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ホイスラー合金Fe2VAlの変形特性に及ぼす結晶粒径の影響 査読あり 国際誌
深田 雄介, 井手 直樹, 西野 洋一
日本金属学会誌 80 ( 5 ) 317 - 320 2016年04月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：日本金属学会
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.
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非化学量論組成ホイスラー合金Fe2-yV1+x+yAl1-xの熱電特性 査読あり 国際誌
犬飼 学, 宮崎 秀俊, 井手 直樹, 西野 洋一
日本金属学会誌 79 ( 11 ) 621 - 626 2015年11月
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元：日本金属学会
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.
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Thermoelectric properties of Heusler-type off-stoichiometric Fe2V1+xAl1−x alloys （共著） 査読あり
Hidetoshi Miyazaki, Suguru Tanaka, Naoki Ide, Kazuo Soda, Yoichi Nishino
Materials Research Express 1 ( 1 ) 015901 2013年11月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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。
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Interaction Potential between a Dislocation and a Pinning Atom in FCC Metals （共著） 査読あり
Toshio Kosugi, Yoshiaki Kogure, Yoichi Nishino, Naoki Ide, Isao Nakamichi
Solid State Phenomena 184 131 - 136 2012年01月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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。
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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 査読あり
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
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Internal friction and Magnetic properties of Thermally Aged Fe-1wt.%Cu Alloys 査読あり
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
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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p型Fe2(V1-x-yTixTay)Al合金の熱電特性 査読あり
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
記述言語：日本語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
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Thermoelectric Properties of p-Type Heusler Compounds (Fe2-xCox)(V1-yTiy)Al 査読あり
Hiroyuki Nakayama, Naoki Ide, Yoichi Nishino
Materials Transactions 49 ( 8 ) 1858 - 1862 2008年08月
記述言語：英語 掲載種別：研究論文（学術雑誌）
講演・口頭発表等
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非化学量論組成Fe2+xVAl1-xの高温圧縮試験による強度評価
南 和希, 井手直樹
材料フォーラムTOKAI 2024年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
開催年月日： 2024年11月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：豊橋市民センター
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Fe2VAl系熱電材料の熱電特性と力学特性に及ぼすZr添加の効果
田口陸翔, 井手直樹
材料フォーラムTOKAI 2024年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
開催年月日： 2024年11月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：豊橋市民センター
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Al-10vol%B4C複合材料の内部摩擦に及ぼす熱処理の影響
竹本智哉, 井手直樹
材料フォーラムTOKAI 2023年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
開催年月日： 2023年11月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：名古屋工業大学
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第4元素置換Fe2VAlの内部摩擦による強度評価
園部 海斗, 井手直樹
材料フォーラムTOKAI 2022年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
開催年月日： 2022年11月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：オンライン開催
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機械学習によるハーフホイスラー化合物の熱伝導率予測
宮崎秀俊, 田村友幸, 三上祐史, 渡邊厚介, 井手直樹, Osman Murat Ozkendir, 西野洋一
第18回 日本熱電学会学術講演会 日本熱電学会
開催年月日： 2021年08月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
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Ta置換したFe2VAl基合金の熱電特性に及ぼす高圧ねじり加工の影響
福田晃大, 西野洋一, 宮崎秀俊, 井手直樹
学生による材料フォーラム 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
開催年月日： 2020年11月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：オンライン開催
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Fe2VAl系熱電材料への窒化物界面導入プロセス条件探索
加藤直人, 渡邊厚介, 宮崎秀俊, 井手直樹, 玉岡悟司, 西野洋一
第17回 日本熱電学会学術講演会 日本熱電学会
開催年月日： 2020年09月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：オンライン開催
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窒化物界面導入によるFe2VAl系熱電材料の組織制御
渡邊厚介, 加藤直人, 宮崎秀俊, 井手直樹, 玉岡悟司, 西野洋一
日本金属学会春期大会 日本金属学会
開催年月日： 2020年09月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：東京工業大学大岡山キャンパス
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Fe2VAl系合金の力学特性に及ぼすV/Al非化学量論組成の効果
山本輝帆, 井手直樹, 西野洋一
日本金属学会秋期大会 日本金属学会
開催年月日： 2020年09月
記述言語：日本語 会議種別：ポスター発表
開催地：オンライン開催
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窒化処理したFe2VAl系合金の熱電特性と微細構造
渡邊厚介, 加藤直人, 宮崎秀俊, 井手直樹, 玉岡悟司, 西野洋一
日本金属学会秋期大会 日本金属学会
開催年月日： 2020年03月
記述言語：日本語 会議種別：口頭発表（一般）
開催地：オンライン開催
産業財産権
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熱電変換材料
西野洋一, 井手直樹, 中山博行
出願人：国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：2007-57398 出願日：2007年03月
公開番号：2008-218896 公開日：2008年09月
特許番号/登録番号：5070546 登録日：2012年08月 発行日：2012年08月
出願国：国内 取得国：国内
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熱電変換材料
西野洋一, 井手直樹, 宮下亜紀
出願人：国立大学法人名古屋工業大学
出願番号：2008-506162 出願日：2006年11月
公開番号：WO2007/108176 公開日：2007年09月
特許番号/登録番号：5303721 登録日：2013年07月 発行日：2013年07月
出願国：国内 取得国：国内
受賞
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奨励賞
2024年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 Fe2VAl系熱電材料の熱電特性と力学特性に及ぼすZr添加の効果
田口陸翔, 井手直樹
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
Fe2V1-xAl1+xは高温で高いゼーベック係数をもつという利点があるものの、Fe2VAl系合金特有の高い熱伝導率をもち、化学量論組成に比べて強度が低下する。一方、Fe3AlにZrを添加することで主に粒界に析出物が析出し、強度が向上したことが報告されている。また、析出物によりフォノンが散乱され、熱伝導率を低減させられることが期待される。そこで本研究では、Fe2V0.97Al1.03にZrを添加した場合の熱電特性と力学特性を調査した。結果、生成した析出物により母相の組成がずれ性能は低下したが、強度は化学量論組成と約23％比べて向上した。また仕込み組成の補正により、性能を約90％改善できた。
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奨励賞
2019年10月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部 熱電変換材料Fe2VAl合金の力学特性に及ぼす非化学量論組成の効果
谷山友理, 井手直樹, 西野洋一
受賞区分：国内学会・会議・シンポジウム等の賞 受賞国：日本国
科研費（文科省・学振）獲得実績
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価電子濃度制御による擬ギャップ系ホイスラー化合物の相安定性と熱電性能の向上
研究課題/領域番号：23K04358 2023年04月 - 2026年03月
日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C)
西野 洋一, 宮崎 秀俊, 井手 直樹
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）
Fe2VAlやRu2TiSiのような擬ギャップ系ホイスラー化合物の価電子濃度はVEC=6.0であるが、元素部分置換や非化学量論組成を利用することでVECを制御して、相安定性と熱電性能の関連性を追究する。VEC制御により擬ギャップ内のフェルミ準位を最適化すると出力因子は増大するが、同時にVEC=6.0から外れるほど相安定性の低下に起因して(格子)熱伝導率が低減することを検証し、無次元性能指数ZT=0.6を目標にして熱電性能の向上を図る。
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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
2005年04月 - 2008年03月
科学研究費補助金 基盤研究(B)
西野 洋一
担当区分：研究分担者
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
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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」
2015年10月 - 2016年09月
科学技術振興機構 一般受託研究
西野 洋一
担当区分：研究分担者
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。
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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」
2012年10月 - 2013年09月
科学技術振興機構 一般受託研究
西野 洋一
担当区分：研究分担者
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。
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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)
2008年04月 - 2013年03月
経済産業省 一般受託研究
西野 洋一
担当区分：研究分担者
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。
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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」
2006年06月 - 2008年03月
経済産業省 一般受託研究
西野 洋一
担当区分：研究分担者
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。
担当経験のある授業科目(学外)
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物理工学序論
2022年04月 - 現在 機関名：名古屋工業大学
科目区分：学部専門科目
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エネルギー材料
2018年04月 - 現在 機関名：名古屋工業大学
科目区分：学部専門科目
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実践研究セミナー
2018年04月 - 現在 機関名：名古屋工業大学
科目区分：学部専門科目
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量子力学I
2017年04月 - 現在 機関名：名古屋工業大学
科目区分：学部専門科目
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エネルギー変換材料学特論
2016年10月 - 現在 機関名：名古屋工業大学
科目区分：大学院専門科目
教育活動に関する受賞
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奨励賞
2024年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
受賞者：田口陸翔, 井手直樹
FeD2VAl系熱電材料の熱電特性と力学特性に及ぼすZr添加の効果
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奨励賞
2019年10月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
受賞者：谷山友理, 井手直樹, 西野洋一
熱電変換材料Fe2VAl合金の力学特性に及ぼす非化学量論組成の効果
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奨励賞
2018年10月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
受賞者：高原裕治郎, 井手直樹, 宮崎秀俊, 西野洋一
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
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奨励賞
2018年10月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
受賞者：福崎一誠, 宮崎秀俊, 井手直樹, 西野洋一
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
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優秀ポスター賞
2017年11月 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部
受賞者：上園秀哉, 西野洋一, 宮崎秀俊, 井手直樹
非化学量論組成Fe2VAlの熱電性能に及ぼすTa置換の効果
委員歴
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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
2023年04月 - 2025年03月
団体区分：学協会
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日本金属学会 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部理事
2021年04月 - 2023年03月
団体区分：学協会
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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
2020年04月 - 2022年04月
団体区分：学協会
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日本金属学会 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部庶務幹事
2020年04月 - 2021年03月
団体区分：学協会
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日本金属学会 日本金属学会第61回技術賞選考委員
2019年09月 - 2019年10月
団体区分：学協会
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日本金属学会 日本金属学会第78回功績賞選考委員
2019年08月 - 2019年09月
団体区分：学協会
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日本金属学会 日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部理事
2019年04月 - 2021年03月
団体区分：学協会
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日本金属学会 ⽇本⾦属学会・⽇本鉄鋼協会東海⽀部主催・2019年度本多光太郎・湯川記念合同講演会実行委員
2019年04月 - 2019年11月
団体区分：学協会
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日本金属学会 日本金属学会第67回論文賞選考委員
2019年04月 - 2019年05月
団体区分：学協会
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日本熱電学会 日本熱電学会第16回学術講演会現地実行委員
2018年11月 - 2019年09月
団体区分：学協会
社会貢献活動
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減衰率測定を応用した固体材料の非破壊強度評価
役割：出演, 情報提供
名古屋工業大学 産学官金連携機構 名工大テクノフェア2022 名古屋工業大学 2022年11月 - 現在
対象： 研究者, 企業
種別：インターネット
固体材料を弾性振動させて自由減衰させると弾性率と減衰能を調べることができます。さらに、減衰曲線を精密測定して理想曲線からのわずかなずれを検出・解析すれば、非破壊で材料強度を評価することができます。