日本新结构材料技术研究团队（ISMA）在前不久举办的2016财年（2016年4月-2017年3月）的成果报告会上称，以汽车为中心的运输设备要从根本上实现轻量化，为此，ISMA的革新性接合技术的开发，钢材、铝材、碳纤维等主要结构材料的高强度化和低成本化相关的技术开发正在整体推进当中。
1铝
铝材的研发围绕革新性新合金开发、工艺过程的低成本化技术开发和多层包层铝材的开发三个主题进行。
1.1高强度高韧性铝合金的开发
开发轻量、高强度、高韧性、高加工性的革新性新型铝合金，设想将其应用于今后具有发展前景的飞机以及汽车、火车、船舶等产业。考虑到重复利用等因素，以现有的7000系铝为基本材料，最终开发出抗拉强度（TS）750MPa、延伸率12%以上规格的产品。2015财年，已经实现了抗拉强度660MPa、屈服强度（YS）600MPa。2017财年，将在实验室条件下实现TS750MPa、YS700MPa的目标。如果顺利达成，现有A7150的强度可提高25%以上。
在熔化铸块阶段，进行晶粒的细化、均匀化的研究。对于轧制材，通过热轧时对组织控制，实现最终产品的组织或强度的均匀性；对于挤压材，将确立均匀挤压技术。目前，轧制材和挤压材的小型样品均在实验室条件下达到了目标强度，接近量产规格大小的样品也已接近目标强度。考虑了耐蚀性的合金材料，也比以往产品的强度有所提高。
1.2铝新型冶炼工艺技术开发
铝的冶炼工艺主要应对降低环境负荷、低成本化以及废铝增加的问题。目标是采用革新性的铝金属锭制造方法——室温电场冶炼·离子液体法进行废铝再生和高性能铝合金的开发。
离子液体法是一种从无水氯化铝和有机物中电解析出铝的方法。低纯度的铝溶解于离子溶液中，可作为原料使用。由于高纯度的铝和铝合金可在室温附近生产，能源效率较高。ISMA的开发主题中，目标是确立通过离子液体法从矾土矿中的氯化铝水溶物中回收铝的技术。
为了使铝从氯化铝水溶液中析出，传统上需要脱水工序。已经确认，新方法使用新型离子液体，通过进一步操作，可从水溶液中生产出铝。生产技术的开发中，正在推进开发使铝在箔的状态下成膜、卷取回收的方法。另外，在从废铝原料中回收铝时，采用在阳极侧去除杂质，在阴极侧析出纯度高的铝的方法，已可将在阴极侧析出铝的纯度提高到91%。今后，将进一步探讨离子液体法工艺在工业化生产中的可行性。
1.3多层铝合金的开发
为了使铝合金不仅能应用于汽车的板材，还能用于汽车骨架的生产，要求抗拉强度和延展性的平衡提高。目前为止对单层材料和单一的、均匀组成的材料的性能提高进行了研究，今后的主题则是对利用不同特性材料组成多层结构，平衡提高机械特性的可能性进行探讨。
目前，已经通过对合金组成、包层构成、热处理条件进行控制，实现了中间目标的达成。在汽车产业应用中，通过在轧制方法上下功夫，尝试改变包层比，开发使材料特性发生改变的灵活的激光拼焊板材料。今后，为达成最终目标，将进一步平衡提高强度和延展性。此外，对于灵活的激光拼焊材料，将尝试提高包层比，进行材料试制，并提高材料宽度等，最终接近实用化。
2钛
钛由于比强度、耐热性、耐蚀性优秀而被用于飞机、汽车等运输设备，并期待向各种工业产品领域扩大应用。然而，由于钛具有易于与氧等杂质结合的性质，通过从矿石中还原的方法获取金属钛的工艺复杂，且成本高昂。熔化中间原料海绵钛，制造铸锭时，也需要真空、惰性气体氛围，从生产工艺整体而言，难以降低生产成本。
要进一步开拓用途，必须要面对的是降低成本的问题，钛领域三个开发课题的最终目标都是钛材成本的降低：1）钛材全流程生产技术开发；2）克罗尔镁还原法生产海绵钛的低成本化和高品质化；3）钛薄板的低成本化技术开发和新冶炼技术开发，其中，2016财年开始，2）和3）合并进行，对省略熔化工序的薄板制造技术开发进行攻关。
2.1钛材全流程技术开发
为了生产低成本、高性能钛材，需进行熔炼脱氧工艺的技术开发以及提高生产效率的组分化学合成工艺技术开发。在性能层面，还开展为提高强度和刚性而进行的材料开发。
熔炼脱氧工艺中，传统上使用去除了氧的高纯度原料进行熔炼，今后将围绕能利用较为廉价的氧浓度高的原料进行技术开发。在实验室条件下进行探讨的结果表明，经过两阶段的熔炼过程，可将低氧浓度控制到目标值。
强度与加工性历来存在着权衡关系，如果使用含氧等杂质较多的原料，钛的强度提高而成形性下降。为保证即使使用低廉原料的情况下也能获得与传统材料同等的加工性，正在进行通过热处理来控制组织的技术开发。实验室条件下的评价结果表明，已经达成了接近目标的数值。
钛的切削性差，导致加工成本偏高，为此，对切削性高的材料的需求较高。现阶段，已在实验室条件下制造出了比传统材料切削性高的材料，且实用化所必需的热处理工序中的加工性也达到甚至超过了传统材料的水平，正在开始采用量产工艺对该材料进行试制。
2.2钛薄板的革新性低成本化技术和新型冶炼技术开发
从2016财年开始，克罗尔镁还原法生产海绵钛的低成本和高品质化与薄板的低成本化合并进行，对全流程生产工艺技术进行开发。钛薄板的生产，一般是先熔炼、锻造原料海绵钛，然后制造铸锭，其后进一步锻造加工成坯料，再轧制成薄板。
开发中的新工艺是省略熔炼工序本身，直接轧制海绵钛的工艺。在开发的新工艺中，将海绵钛放入同样材质的钛制容器中打包，并一同在真空状态下压缩。其后将此半成品加热，在约1000℃轧制成薄板。
目前用此方法试制成功了长2m、厚5.5mm的热轧材料。该材料与传统工艺生产的钛薄板具有接近的结晶结构，机械性能方面也基本上与现有钛材具有相同的抗拉强度和延展性。新工艺中的钛材目前在实验室条件下为十几厘米到20厘米大小，将来力争达到几吨。
在轧制过程中，氯化镁等杂质属于有害物质，为了降低
杂质，得到品质统一的的海绵钛，进行了生产过程情况调查，通过模拟，分析了对杂质侵入的影响因素，采取了各种措施。
此外，新的冶炼方法开发中，尝试进行从二价氯化钛中电解出钛，省略熔炼轧制等工序，析出高纯度箔状钛的技术开发等。今后还将进入大型实验室试验，进入工业化应用探讨阶段。
3镁
在革新性镁材开发中，各课题相互结合，目标是将轻质的镁材应用于高铁车辆。新开发了若干种难燃性镁合金，分为原材料供给、焊接、表面处理为中心的应用技术、合金开发标准化等小组，与日本铁路公司（JR）、铁道综合技术研究所等单位进行项目对接。从2016财年开始进行车辆部分结构体侧板实机水准的制作。下一财年开始着手将进行与实际车辆有相同断面的全尺寸模型的制作，完成后，将进一步制作车辆制作的关键——气密疲劳结构体，并实施评价。
3.1易加工性镁材开发和高强度镁材开发的基础探讨
在挤压速度飞跃提高开发铝/镁系镁合金基础上，开发了增加钙含量的AX41合金。2016财年，推进了实机条件下超大直径铸坯的铸造和大型长规格型材的挤压加工等的研究开发。采用立式半连铸方式，成功同时制造了两根直径320mm、长2.5m的铸坯。挤压型材方面，实际证明了使用6000吨的挤压机，可挤压成型出宽251mm、高50mm的双层型材。还通过高温矫正的方法，在弯曲矫正6m的双层型材时，实现了0.5mm/m的平直度。今后需要解决的问题包括：更易加工性和高强度化方法；铸坯内部品质量化评价方法的思路；挤压成型材更加大型、长规格以及组织控制等。
3.2镁合金厚板制作探讨
开发了AX81镁合金。对于板厚3mm、6mm的合金厚板，利用加工技术实现高强度、高延展性并抑制特性的波动，以实现产业化、标准化。在平面弯曲疲劳试验中，母材疲劳强度100-120MPa以上、MIG接合强度是普通镁合金AZX612的1.6倍，达到约60MPa，基本相当于铝合金的数值。今后，将在提高生产效率的同时，开发大型材的矫正技术。为了扩大应用，需要JIS等标准化的实施，今后也将在这方面努力。
3.3高强度镁材薄板开发
推进提高难燃性和强度、延展性的薄板材料的开发。通过铸造速冷凝固、轧制加工和热处理，进行金属组织控制以达成目标。2015财年已经在实验室条件下实现了目标值。2016财年，采用易于实现量产的轧制条件达成了目标。试验机也已经基本达到了接近目标的抗拉强度和延伸率。加工性方面，使用厚1mm的板材进行90°弯曲试验，未发生断裂等问题。今后，在推进金属组织最佳化的同时，实施假设实用化后的成形性提高和可靠性评价等。
3.4高强度镁挤压材开发
推进添加了高浓度铝的高强度合金的开发。开发断裂强度360MPa以上、延伸率15%以上、难燃性AZX311以上的镁合金，以25m以上的挤压材生产技术开发作为目标。2016财年，利用实际生产设备对实际规格7-12英寸铸造材进行生产条件等的试验。对与新干线实际使用的型材——底座、框、梁材等具有相同断面形状的型材，使用实际生产设备挤压成型，评价对型材的影响，并导出理想的生产条件。今后，还将围绕随着铸造材的大型化确保品质稳定而开发更大负载的挤压成型技术，提高断面形状精度和挤压尺寸精度，探讨抑制挤压后冷却时形状变化的矫正技术等。
3.5耐蚀性技术的开发
高铁车辆无法如汽车领域等一样进行普通的固化涂装、复杂的化学处理等。因此，进行了大型部件化学处理简略化和常温干燥技术的开发。通过加速试验和实际环境下的曝露试验，确立明确腐蚀机理和耐蚀性评价技术。今后将应用于新开发合金，探索表面处理的量和度。
3.6接合技术的开发
2016财年，采用新开发的4种镁合金，制作了新干线实物大小的侧板。关于MIG接合、TIG接合，已确认可进行平焊、纵焊、横焊、仰焊等焊接位置的焊接。关于接头形状，也已确认对接接头、角接接头均可实现。开发可确定接合条件范围、管理接头品质的方法。还对抑制铝、镁不同材料间接合的强度下降的技术进行了探讨。
