閻　紀旺 (ヤン　ジワン)

Yan, Jiwang

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所属（所属キャンパス）

理工学部 機械工学科 （矢上）

職名

教授

HP

外部リンク
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総合紹介 【 表示 ／ 非表示 】

  • 高付加価値型ものづくりを実現するための、マイクロ・ナノ領域での材料除去・変形および物性制御に基づく高精度・高効率・省エネ・省資源の加工技術の研究開発に取り組んでいる。特に超精密機械加工、マイクロ・ナノ構造形成、レーザ加工・欠陥修復などを中心に新技術の提案ならびにその原理の解明を進めている。

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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2000年04月
    -
    2001年09月

    東北大学工学研究科助手

  • 2001年10月
    -
    2005年03月

    北見工業大学助教授

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    東北大学工学研究科助教授

  • 2007年04月
    -
    2012年03月

    東北大学工学研究科准教授

  • 2008年02月
    -
    2008年04月

    シドニー大学日本学術振興会特定国派遣研究者

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 1991年07月

    吉林大学, 工学部, 機械工学科

    大学, 卒業

  • 1994年03月

    吉林大学, 工学研究科, 機械工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1996年01月

    清華大学, 工学研究科, 精密機械学専攻

    大学院, 退学, 博士

  • 2000年03月

    東北大学, 工学研究科, 機械電子工学専攻

    大学院, 修了, 博士

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（工学）, 東北大学, 課程, 2000年03月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 加工学、生産工学 (精密工学・機械加工学)

  • ナノテク・材料 / 材料加工、組織制御 (材料加工・処理)

  • ナノテク・材料 / ナノマイクロシステム (マイクロ・ナノデバイス)

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面 (応用物性・結晶工学)

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研究キーワード 【 表示 ／ 非表示 】

  • 超精密加工

  • マイクロ・ナノ加工

  • レーザプロセッシング

  • 電気加工

  • ナノメカニクス

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • Advanced Ceramic Coatings: Fundamentals, Manufacturing, and Classification, R. K. Gupta, A. Motallebzadeh, S. Kakooei, T. A. Nguyen, A. Behera (eds.)

    P. J. Liew, J. Yan, C. Y. Yap, Elsevier B. V., 2023年06月

    担当範囲: Chapter 19: Electrical discharge coating with quarry dust powder suspension,  担当ページ： 433-460

  • Multidisciplinary Science in Micro/Nanoscale Manufacturing

    J. Yan (Guest editor), Elsevier B.V., 2020年12月

    担当範囲: International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 159 (Special Issue)

  • Micro and nanoscale laser processing of hard brittle materials

    J. Yan and N. Takayama, Elsevier B.V., 2019年11月,  ページ数： 242

    担当範囲: 1-242

  • リチウムイオン二次電池用シリコン系負極材の開発動向

    閻 紀旺, シーエムシー出版, 2019年11月,  ページ数： 251

    担当範囲: 第3章 レーザ照射による廃シリコン粉末からのマイクロピラー形成とその負極特性, 20-33

  • Micro and Nano Fabrication Technology

    J. Yan (ed.), Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2018年05月

    担当範囲: 1-959

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • On the promotion of serrated flows and shear band behaviors in a Zr-based metallic glass during ultrasonic vibration nanoindentation

    Huang H., Su W., Wei D., Jiang M., Qian Y., Yan J.

    Intermetallics （Intermetallics)  173 2024年10月

    ISSN  09669795

    　概要を見る

    Initiation and evolution of flow units and their correlation with mechanical behaviors of metallic glasses (MGs) are well known significant for understanding the rheological behavior of glassy substances. Here, the evolution of plastic deformation behavior of a typical Zr-based MG induced by ultrasonic vibration is investigated by means of nanoindentation, especially focusing on studying structural evolution through analysis of load-displacement curves. Furthermore, the micro-morphologies of residual indentations are characterized by using the scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). Compared to quasi-static nanoindentation tests, a significant reduction in the hardness and elastic modulus of the MG by about 15 % and 30 %, respectively, is observed when subjected to ultrasonic vibration nanoindentation with an amplitude of 0.4 μm, accompanied by a pronounced indentation size effect. In addition, higher ultrasonic vibration amplitude induces larger indentation depth, more pronounced serrated flows in the load-displacement curves and more remarkable shear bands around the residual indentations, indicating ultrasonic vibration-promoted plastic flows in MG. This study provides an insight into the structural origin of plastic flows in MG systems under ultrasonic vibration, which will help to facilitate their application in the fields such as ultrasonic vibration assisted forming.

  • A nonlinear dynamic analysis of skidding behavior in rolling bearings using lubricant traction coefficients and cage flexibility

    Atef M.M., Khair-Eldeen W., Yan J., Nassef M.G.A.

    Tribology International （Tribology International)  197 2024年09月

    ISSN  0301679X

    　概要を見る

    Skidding is a primary cause of rolling element bearing (REB) failure, which is influenced by operating conditions, lubricant properties, and bearing design. This paper presents an improved nonlinear dynamic model of REBs to analyze the impact of lubricant characteristics on REB skidding at different speed states. The model considers time-varying traction coefficient, cage flexibility, and cage pocket clearance. The selected tested lubricants include lithium grease (LGT2), compound calcium sulfonate (CCS) grease, and 4109 Chinese aviation oil. Simulation results show that CCS grease effectively reduces cage skidding, with the lowest load limits (300 N at 2000 RPM) under constant speed conditions and the highest stable limit (2932 RPM) during acceleration. LGT2 grease exhibits minimal sensitivity to acceleration and fluctuation speed parameters change.

  • Significant improvement in surface hardness of CrMnFeCoNi high entropy alloy via nanosecond pulse laser grain refinement

    Huang H., Tian X., Wang C., Yan J.

    Vacuum （Vacuum)  226 2024年08月

    ISSN  0042207X

    　概要を見る

    The CrMnFeCoNi alloy with a stable single face-centered cubic (FCC) phase, representing a typical class of high-entropy alloys (HEAs), has garnered considerable attention owing to their exceptional mechanical properties. However, the inherent low hardness has impeded their utilization in structural or contact components. This study attempted to improve the surface hardness of CrMnFeCoNi HEA via grain refinement realized by nanosecond pulse laser irradiation. The effects of laser parameters on the surface microstructures, chemical composition, and mechanical properties were investigated, and the mechanism for grain refinement was analyzed. The experimental results showed that the hardness of the laser-irradiated surface was significantly improved without altering the chemical composition. This study provides a simple but effective method to refine the grain of HEAs and improve their surface hardness.

  • Surface quality and mechanical property evolution of laser nitrided Zr-based metallic glass induced by laser shock flattening

    Huang H., Xu P., Liu B., An H., Qian Y., Yan J.

    Vacuum （Vacuum)  224 2024年06月

    ISSN  0042207X

    　概要を見る

    Laser nitriding is an effective modification technique to improve the comprehensive mechanical properties of metallic glasses (MGs). However, numerous micro-defects, such as pores and humps, usually appear on the laser-nitriding-treated (LNed) MG surface, and therefore additional post-treatment is required. Herein, laser shock processing was implemented to flatten the LNed MG and as well modify its surface mechanical property. The dependence of the laser shock flattening process on the laser energy density was investigated. The results revealed that the surface micro-defects on the LNed MG were significantly reduced after laser shock flattening, and accordingly, the surface roughness (Sa) was decreased, with a maximum reduction of 61.87% (from 0.48 to 0.183 μm) achieved at a relatively high laser energy density of 178.3 J/cm2. Furthermore, nanoindentation measurements indicated that although the surface hardness of the LNed MG was decreased after laser shock flattening, it was still higher than that of the as-cast MG.

  • Investigation of failure modes and material structural responses of nanographite coatings on single-crystal silicon by nanoscratching

    Brüssel F., Huang W., Yan J.

    Tribology International （Tribology International)  193 2024年05月

    ISSN  0301679X

    　概要を見る

    The failure modes of a nanographite-on-silicon system and the effects of the coating on the load-induced phase transformation of the silicon substrate were investigated using a series of nanoscratching tests with a spherical diamond indenter. The critical normal load for the failure of the nanographite coating was determined based on the thickness of the coating. When the load increased beyond the critical point, cracks, press spallation, and lift spallation were observed, and the silicon substrate underwent a phase transformation from the original crystalline phase to a mixture of amorphous, Si-III and Si-XII phases. For a thin coating, the silicon substrate was free of phase transformation owing to the coating protection. These findings provide guidance for glass molding and other applications.

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • 金属付加製造品のレーザ研磨技術

    閻 紀旺

    砥粒加工学会誌 67 ( 8 ) 440 - 443 2023年08月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者

  • 硬脆材料の超精密延性モード加工

    閻 紀旺

    日本機械学会誌 125 ( 1247 ) 11 - 14 2022年10月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者, 責任著者

  • 超音波振動援用研削による炭素系難削材の加工

    閻 紀旺

    精密工学会誌 88 ( 7 ) 541 - 545 2022年07月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者, 責任著者

  • 放電加工機上での電解加工による微細溝の表面仕上げ

    閻 紀旺

    型技術 37 ( 4 ) 14 - 17 2022年04月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 共著, 筆頭著者, 責任著者

  • 多結晶ダイヤモンド工具を用いた単結晶SiCの放電・研削複合加工

    閻 紀旺

    砥粒加工学会誌 65 ( 12 ) 650 - 653 2021年12月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • Scale-bridging surface structuring for functional performance improvement of components

    J. Yan

    7th CIRP CSI Conference on Surface Integrity 2024 (ブレーメン) , 

    2024年05月
    , 

    口頭発表（基調）

  • Tool Dynamics-induced Surface Topography Error in Fast Tool Servo-Based Diamond Turning of Micro Dome Arrays

    T. Hashimoto, J. Yan

    7th CIRP CSI Conference on Surface Integrity 2024 (ブレーメン) , 

    2024年05月
    , 

    口頭発表（一般）

  • Influences of tool tip geometry on surface/subsurface damage formation in nanoscratching of single-crystal 4H-SiC

    W. Huang, J. Yan

    7th CIRP CSI Conference on Surface Integrity 2024 (ブレーメン) , 

    2024年05月
    , 

    口頭発表（一般）

  • Ultraprecision manufacturing for small optics

    J. Yan

    Nanotechnology and Precision Engineering (NPE) International Series Forum (Online) , 

    2024年04月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

  • 自由曲面加工における工具姿勢に起因する切削メカニズム変化

    川上凜太朗，閻 紀旺

    精密工学会第31回学生会員卒業研究発表講演会 (東京) , 

    2024年03月
    , 

    口頭発表（一般）

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本機械学会賞（論文）

    L. Zhang, 佐藤裕亮, 閻 紀旺, 2024年04月, 日本機械学会, Optimization of fast tool servo diamond turning for enhancing geometrical accuracy and surface quality of freeform optics

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • IJEM Best Editor Award

    J. Yan, 2024年01月, International Journal of Extreme Manufacturing (IJEM), IoP publishing

    受賞区分： 学会誌・学術雑誌による顕彰

  • 精密工学会論文賞

    Lin Zhang, Allen Yi, 閻 紀旺, 2023年03月, 精密工学会, Flexible fabrication of Fresnel micro-lens array by off-spindle-axis diamond turning and precision glass molding

    受賞区分： 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 2022 IJEM Best Paper Award

    Y. Sato, J. Yan, 2023年03月, International Journal of Extreme Manufacturing (IJEM), IoP publishing, Tool path generation and optimization for freeform surface diamond turning based on an independently controlled fast tool servo

    受賞区分： 学会誌・学術雑誌による顕彰

  • 工作機械技術振興賞（論文賞）

    笠井慎平, 袖平智樹, 閻 紀旺, 2021年06月, 工作機械技術振興財団, 炭素拡散反応を用いた形彫り放電加工による多結晶ダイヤモンドの３次元形状創製

    受賞区分： 出版社・新聞社・財団等の賞

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • 超精密加工計測

    2024年度

  • マルチディシプリナリ・デザイン科学特別講義

    2024年度

  • 理工学基礎実験

    2024年度

  • 総合デザイン工学課題研究

    2024年度

  • 機械工学創造演習

    2024年度

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本機械学会, 

    1997年04月
    -
    継続中

  • 精密工学会, 

    1997年04月
    -
    継続中

  • 砥粒加工学会, 

    2000年04月
    -
    継続中

  • 応用物理学会, 

    2004年04月
    -
    継続中

  • レーザ加工学会, 

    2009年01月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2024年01月
    -
    継続中

    Associate Editor, Journal of Materials Processing Technology

  • 2022年05月
    -
    継続中

    理事, レーザ協会

  • 2022年03月
    -
    継続中

    理事・執行理事・出版部会長・校閲委員長, 精密工学会

  • 2019年04月
    -
    2022年03月

    学術誌編修部会委員, 日本機械学会

  • 2019年01月
    -
    継続中

    Editorial Board Member, International Journal of Extreme Manufacturing

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