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 】

  • Fabrication of microcone arrays on Ti6Al4V by nanosecond laser nitriding

    Zhang H., Wang B., Yang Z., Zhang H., Zhang Z., Huang H., Yan J.

    International Journal of Mechanical Sciences 287 2025年02月

    ISSN  00207403

    　概要を見る

    The application of titanium alloys still faces some challenges such as relatively low hardness and insufficient wear resistance. Nanosecond pulsed laser irradiation in a nitrogen atmosphere has proven to be effective for fabricating micro/nano structures on titanium alloys, enhancing surface hardness and wear resistance. However, micro/nano structures produced by line-by-line laser scanning often exhibit directional differences and surface defects such as re-deposited particles and pores. Herein, vertically crossed laser scanning in a nitrogen atmosphere was employed to address the directional difference, enabling the simultaneous fabrication of microcone arrays and nitriding layers on Ti6Al4V surface. To eliminate the surface defects on the microcone structure, laser surface finishing via defocused scanning was performed, followed by morphological analysis, bonding force evaluation, and tribological performance testing. The results showed that the area percentage of re-deposited particles on the laser-finished microcone array surface decreased from 24 % to 5 %. The bonding force of the nitriding layer was assessed using linear loading scratch tests, and the highest value of 69 N was obtained. To investigate the wear resistance of the laser-finished microcone array surface, friction and wear tests were performed. From 25 °C to 600 °C, nearly no wear grooves were observed on the tested surfaces, demonstrating excellent high-temperature wear resistance. The wear mechanism was mainly related to the cutting action of the microcone structures on the counterpart ball. This study advances the fabrication of micro/nano structures and simultaneous nitriding on titanium alloys, demonstrating the significant potential for practical applications as surface contact materials.

  • Nanoindentation behavior of the laser-repaired CoCrFeNiV high-entropy alloy

    Wang C., Huang W., Yi C., Jiang M., Huang H., Yan J.

    Intermetallics 177 2025年02月

    ISSN  09669795

    　概要を見る

    High-entropy alloys (HEAs) are solid-solution alloys composed of multiple elements, exhibiting excellent mechanical properties. The unique plastic deformation mechanism induced by their specific solid solution structures has attracted considerable attention but remains incompletely understood, particularly at the micro-scale. In this study, the surface morphology, chemical composition, and microstructures of CoCrFeNiV HEA before and after laser remelting repair were investigated. Nanoindentation testing was employed to characterize the surface hardness and creep behavior of the repaired surface. The distribution of surface hardness before and after laser remelting, as well as the indentation creep behavior under different loads, were studied. The mechanism of indentation creep on the repaired surface was discussed and analyzed. The effect of microstructures of HEAs, including precipitated phases and sub-grain boundaries, on dislocation-dominated micro-scale plastic deformation was elucidated by the transmission electron microscope (TEM). This study contributes to an in-depth understanding of the creep behavior and micro-scale deformation mechanisms in HEAs.

  • Femtosecond Pulsed Laser Machining of Fused Silica for Micro-Cavities With Sharp Corners

    Brinkmann, M; Qian, YF; Huang, H; Yan, JW

    JOURNAL OF MANUFACTURING SCIENCE AND ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME 147 （ 1 ）  2025年01月

    ISSN  1087-1357

  • Special Issue: The State-of-the-Art in Japanese Manufacturing Research

    Kakinuma, Y; Matsubara, A; Matsumura, T; Sugita, N; Suzuki, N; Takahashi, S; Yan, JW

    JOURNAL OF MANUFACTURING SCIENCE AND ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME 147 （ 1 ）  2025年01月

    ISSN  1087-1357

  • Subsurface amorphization-induced ultrasmooth and ultrahard surface during the diamond turning of polycrystalline pure copper

    Wang S., He C., Wang Z., Yan J.

    Materials and Design 249 2025年01月

    ISSN  02641275

    　概要を見る

    Previous simulations indicated that pure metals can be amorphized during diamond turning. However, no pure metal has been successfully amorphized during this procedure to date. Herein, a comprehensive study on the surface formation mechanism was performed by examining the surface finish and subsurface variation characteristics. Polycrystalline pure copper was selected as the working material. In this study, the amorphization phenomenon and lattice structure transformations (from face-centred cubic to hexagonal close-packed and monoclinic structures) of pure copper were observed. The amorphization and phase transformation inside the working material depended on the tool nose radius being large, the cutting edge being sharp, and the feed rate being low. By using a large-nose-radius (10 mm) diamond tool with a sharp cutting edge (10.3 nm) at a low feed rate (0.5 μm/rev), an ultrasmooth and ultrahard surface with a 0.61 nm roughness Sa and 5.0 GPa nanohardness was achieved. Molecular dynamics simulations revealed that the high shear strain was responsible for the amorphization and lattice structure transformation during pure copper diamond turning. The findings of this study were considered critical for generating an amorphous subsurface layer in a pure metal and for achieving a ultrasmooth and ultrahard surface using single-point diamond turning.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • レーザ活用による高付加価値創造マイクロ・ナノ加工

    閻 紀旺

    機械と工具 14 （ 11 ） 8 - 15 2024年11月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著, 筆頭著者

  • レーザ微細加工による機能表面の製作

    閻 紀旺

    レーザ協会誌 49 （ 1 ） 20 - 25 2024年11月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

  • 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

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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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