研究者詳細

顔写真

タケウチ　ノブアキ
竹内　喬亮
Nobuaki Takeuchi
所属
大学院工学研究科　知能デバイス材料学専攻　ナノ材料物性学講座（極限材料物性学分野）
職名
特任研究員
学位

  • 博士（工学） （東北大学）

e-Rad 研究者番号
41042047

経歴 2

  • 2024年4月 ～ 2026年3月
    独立行政法人日本学術振興会　特別研究員 (DC2)

  • 2026年4月 ～
    東北大学　工学研究科　特任研究員

学歴 2

  • 東北大学　工学研究科　知能デバイス材料学専攻

    2021年4月 ～ 2026年3月

  • 東北大学　工学部　材料科学総合学科

    2017年4月 ～ 2021年3月

所属学協会 2

  • 日本鉄鋼協会

    2023年6月 ～ 継続中

  • 日本金属学会

    2021年7月 ～ 継続中

研究キーワード 5

  • 機能性材料

  • 材料組織学

  • 鉄合金

  • 銅

  • 構造材料学

研究分野 2

  • ナノテク・材料 / 構造材料、機能材料 / 機械的性質・電気的性質

  • ナノテク・材料 / 構造材料、機能材料 / 組織制御

受賞 3

  1. 新進論文賞

    2023年9月　日本金属学会　Cu 微粒子の低温酸化焼結挙動

  2. 優秀講演賞

    2023年3月　日本材料学会 生体・医療材料部門委員会　Cu 微粒子の酸化・還元プロセスによる二段階焼結挙動

  3. 最優秀発表賞

    2022年10月　日本金属学会東北支部　Fe-Mn-Al-Cr-C系合金の比抵抗およびその温度依存性

論文 4

  1. Engineering a multifunctional Fe–Mn–Al–Cr–C–Ti alloy combining superior mechanical properties with temperature-stable high electrical resistivity

    Nobuaki Takeuchi, Daisuke Ando, Yuji Sutou

    2026年

    DOI： 10.2139/ssrn.7169879 　

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    <jats:p>We designed and investigated a high-performance multifunctional steel with high strength, low density, high electrical resistivity, low temperature coefficient of resistivity (TCR), and good hot/cold workability. The designed alloy, with a nominal composition of Fe-19.3Mn-22.7Al-1.8Cr-4.7C (at.%) showed a γ phase containing κ-ordered precipitates and an ordered BCC (D03) phase. Furthermore, the addition of 0.1 at.% Ti into the designed alloy was found to induce the formation of NaCl-type TiC carbides, leading to microstructural refinement and improved hot workability. The 0.1 at.% Ti-added alloy (0.1Ti alloy) heat-treated at 1100 ℃ for 120 min had a high yield strength (&gt;1000 MPa), high ultimate tensile strength (&gt;1200 MPa), and moderate tensile elongation of 10% due to the combination of shearable ordered phases, grain refinement, κ-ordered precipitate refinement, and Ti carbide precipitation. The 0.1Ti alloy had a density of 6.47 g/cm3, resulting in a specific strength of 196 MPa·cm3/g in the air-cooled alloy. In addition, when heat-treated at 1100 ℃ for 40 min followed by air cooling, the 0.1Ti alloy contained a moderate amount of ordered BCC (D03) phase, achieving a high resistivity (&gt;190 μΩ∙cm) and low TCR (15 ppm/℃) within the temperature range of 25–100 ℃.</jats:p>

  2. Realization of high resistivity and low-temperature coefficient of resistivity in Fe-20Mn-11Al-5Cr-1C-0.01B alloy through microstructure control

    Nobuaki Takeuchi, Masatoshi Iizuka, Kosuke Kemmotsu, Daisuke Ando, Kiyohito Ishida, Yuji Sutou

    MATERIALS CHARACTERIZATION　229　2025年11月

    DOI： 10.1016/j.matchar.2025.115499 　

    ISSN：1044-5803

    eISSN：1873-4189

  3. Low-Temperature Oxidation-Sintering Behaviors of Cu Fine Particles

    Nobuaki Takeuchi, Daisuke Ando, Junichi Koike, Yuji Sutou

    MATERIALS TRANSACTIONS　64　(4)　931-938　2023年

    DOI： 10.2320/matertrans.MT-M2022219 　

    ISSN：1345-9678

    eISSN：1347-5320

  4. Low Temperature Oxidation-Sintering Behaviors of Cu Fine Particles

    Nobuaki Takeuchi, Daisuke Ando, Junichi Koike, Yuji Sutou

    JOURNAL OF THE JAPAN INSTITUTE OF METALS AND MATERIALS　86　(11)　224-231　2022年

    DOI： 10.2320/jinstmet.J2022020 　

    ISSN：0021-4876

    eISSN：1880-6880

講演・口頭発表等 12

  1. Design of high-performance multifunctional Fe-Mn-Al-Cr-C system alloy

    Nobuaki Takeuchi, Daisuke Ando, Yuji Sutou

    TMS 2026　2026年3月

  2. Resistivity and Its Temperature Coefficient in Fe-Mn-Al-C-Based Alloy

    Nobuaki Takeuchi, Masatoshi Iizuka, Kosuke Kemmotsu, Daisuke Ando, Kiyohito Ishida, Yuji Sutou

    TMS 2025　2025年3月

  3. κ相をナノ析出させた軽量オーステナイト基鉄合金の開発と特性評価

    竹内喬亮, 安藤 大輔, 須藤 祐司

    日本金属学会第176回春期大会　2025年3月

  4. Laser Additive Manufacturing of High Specific Strength Steel Containing a High Carbon

    Nobuaki Takeuchi, Shinya Imano, Daisuke Ando, Yuji Sutou

    CRC-MS　2024年11月

  5. 三次元積層造形法により作製した軽量鉄合金の金属組織および機械的性質の評価

    竹内喬亮, 今野晋也, 安藤大輔, 須藤祐司

    第52回日本ガスタービン学会定期講演会　2024年10月

  6. Fe-Mn-Al-Cr-C系合金の電気特性に与える熱処理の影響

    竹内喬亮, 飯塚将俊, 監物幸翼, 安藤大輔, 石田清仁, 須藤祐司

    日本金属学会第175回秋期大会　2024年9月

  7. Electrical resistivity and its temperature coefficient in Fe-Mn-Al-Cr-C-based alloys

    Nobuaki Takeuchi, Masatoshi Iizuka, Daisuke Ando, Kiyohito Ishida, Yuji Sutou

    The 11th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing　2023年11月

  8. Cu微粒子の酸化焼結メカニズム

    竹内喬亮, 安藤大輔, 小池淳一, 須藤祐司

    日本金属学会第172回春期大会　2023年3月

  9. Cu 微粒子の酸化・還元プロセスによる二段階焼結挙動

    竹内喬亮, 安藤大輔, 小池淳一, 須藤祐司

    日本材料学会第4回生体・医療材料部門委員会学生研究交流会　2023年3月

  10. Fe-Mn-Al-Cr-C系合金の比抵抗およびその温度依存性

    竹内喬亮, 飯塚将俊, 安藤大輔, 石田清仁, 須藤祐司

    第21回日本金属学会東北支部研究発表大会　2022年10月

  11. 銅粉の低温酸化焼結および還元プロセス

    竹内喬亮, 安藤大輔, 小池淳一, 須藤祐司

    第4回日本材料科学コロキウム　2022年3月

  12. Cu 微粒子の低温酸化焼結・還元挙動

    竹内喬亮, 安藤大輔, 小池淳一, 須藤祐司

    日本金属学会第 170 回春期大会　2022年3月

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産業財産権 1

  1. 鉄合金

    須藤祐司, 安藤大輔, 竹内喬亮

    産業財産権の種類: 特許権

共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. 高比抵抗および高比強度を実現する超鉄合金の開発

    竹内 喬亮

    2024年4月 ～ 2026年3月

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    本研究の目的は、①優れた機械特性（比強度：>180MP・cm3・g‐1かつ伸び：>5%）と②優れた電気特性（比抵抗：>200μΩ・cmかつ温度係数（低TCR）：±100ppm・K‐1以内）を単一の合金組成で同時に示すFe-Mn-Al-Cr-C-X鋼の開発である。以下、目的①と②の実施状況を記載する。 最初に目的①の機械特性について、現況としては、合金組成Aを持つ材料を1100℃から空冷した際、比強度：約200 MP・cm3・g‐1かつ伸び：約10％の強度ー伸びバランスを示すことが分かっている。高比強度を示す理由は、規則κ相（(Fe, Mn)3AlC, E21構造）と元素Xの添加による非せん断型の微細析出物が母相である不規則γ相中に整合析出したためと考えられる。TEMを用いた組織解析からκ相由来の超格子反射スポットが得られており、γ相と整合関係にあることを確認している。元素X添加の影響は組織観察の観点から調査中である。 次に目的②の電気特性について、現況としては、目的①と同一材料で高比抵抗：200μΩ・cm程度かつ低TCR：±30ppm・K‐1以内を示すことが分かっている（ただし、25℃-50℃の温度範囲）。この材料は前述した温度範囲でTCRの符号がプラスからマイナスに変化する。すなわち、電気抵抗の温度依存性が、ある温度域では金属的な振舞いをするが、それを越えると半導体的な振舞いをするようになる。この原因は調査中であるが、規則κ相等の磁気特性や電子の弱局在等の現象が同時に起こることで非常に低いTCRを生じたと考えている。 以上のように、単一組成で複数の優れた特性を同時に発現する材料の開発を達成したことは工業的に大きな意義がある（製造コスト低減など）。また本合金のより詳細な調査は、更に高性能な材料を作り出すための新たな材料設計指針の提案にもつながるため重要であると考えている。

  2. 高比抵抗および高比強度を実現する超鉄合金の開発

    竹内喬亮

    2023年6月 ～ 2026年3月