論文概要：
本論文概要は、Springer社から出版された「50 Years of Foundry-Produced Metal Matrix Composites and Future Opportunities」に基づいて作成されました。 1. 概要： 2. 抄録または序論 本論文は、1969年のAFS論文「溶融金属注入によるアルミニウム鋳物中の黒鉛粒子分散 (Dispersion of Graphite Particles in Aluminum Castings through Injection of the Melt)」の金 Jubilee 論文であり、過去50年間の鋳造金属基複合材料 (MMC) の進歩を包括的にレビューしています。本論文では、自動車、鉄道、宇宙、コンピュータハードウェア、レクリエーション機器などの分野におけるMMC部品の特性の動機と現在の使用状況、主要メーカーを含むMMC産業の現状と生産量を明らかにしています。また、アルミニウム-黒鉛、アルミニウム-炭化ケイ素、アルミニウム-アルミナ、アルミニウム-フライアッシュ複合材料などの特定の鋳造MMCについて詳細に説明しています。さらに、鋳造生産ナノ複合材料、機能傾斜材料、シンタクチックフォーム (syntactic foams)、自己修復および自己潤滑複合材料を含む、鋳造MMCの現在および将来の動向を探求しています。Al-黒鉛およびAl-黒鉛-SiC複合材料を利用した、コンプレッサー、ピストン、ロータリーエンジン用の軽量自己潤滑シリンダーライナー製造における最近の進歩についても議論しています。結論として、本論文は将来の鋳造生産MMCの見通しを提示しています。 3. 研究背景： 研究テーマの背景： 軽量、高性能、リサイクル可能な材料に対する需要がすべての用途で高まるにつれて、金属基複合材料 (MMC) は重要なエンジニアリング材料として位置づけられています。MMCは、金属マトリックスを基本として2つ以上の材料を統合することにより、従来の材料に代わる優れたソリューションを提供します。MMCは、航空宇宙、自動車、防衛産業において、すでにいくつかの従来の材料に取って代わって使用されています。一般に、金属基複合材料は、金属合金マトリックス中に連続または不連続な繊維、ウィスカー (whiskers)、または微粒子を分散させて構成されています。これらの強化材は、モノリシック合金では達成できない強化された特性を複合材料に付与する上で重要な役割を果たします。 既存研究の現状： Global MMC Market Report 2019によると、MMC生産部門は着実に線形成長を遂げています。MMC生産量は2012年以降、500万キログラムから700万キログラムに増加し、収益は2億2880万米ドルから4億米ドルに増加しました（図1）。2004年には350万キログラムのMMCが使用され、この数値は年間6％を超える成長率で増加し続けています。MMCに関する論文発表数も、図2に示すように指数関数的に増加しています。鋳造金属基複合材料は、鋳造業界で広く製造されています。Al-Si合金は、相図（図3a）に従ってアルミニウム中のシリコン液体溶液の凝固によって生成される インシチュ (in situ) 複合材料の例です。黒鉛球状黒鉛がフェライトマトリックス中に分散したダクタイル鋳鉄（図3b）は、別の一般的な鋳造複合材料です。本論文は、相図制限複合材料とは対照的に、合成生産複合材料に焦点を当てています。 研究の必要性： Al-Si合金やダクタイル鋳鉄などの相図制限複合材料は、構成相の達成可能な体積パーセントに固有の制限があり、相図によって規定される狭い組成範囲に限定されます。これらの材料における強化材の形態および空間配置は、合成生産複合材料ほど自由に変化させることができません。本論文の主な焦点である合成生産複合材料は、化学組成、形状、体積パーセント、および第二相強化材の分布を操作する柔軟性を提供し、相図制限複合材料に内在する制限を克服します。 4. 研究目的と研究課題： 研究目的：