透過電子顕微鏡による次世代3次元可視化技術の開発-動的3Dトモグラフィの実現-

• Project/Area Number: 19651043
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Nanostructural science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 今野 豊彦 Tohoku University, 金属材料研究所, 教授 (90260447)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2007: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: ナノ構造物性 / 透過電子顕微鏡 / トモグラフィー / STEM / 時効析出合金

Research Abstract

ナノレベルでの金属組織形成や微粒子の分布等を実空間で解明するために透過電子顕微鏡三次元(TEM-3D)トモグラフィーは近年大きく着目されている技術である。本研究は動的3Dトモグラフィの実現を目差すものであるが、そのためにはいくつかのステップを踏む必要があり、今年度は基本技術をいくつかの系に応用することで問題点を抽出するとともに、耐熱合金の整合析出相などに関してその分布を考える際のz方向の精度に関する定量的な評価を行った。また、電顕技術という観点からは一軸ホルダーを用いたTEMやSTEM像の取り込みだけでなく、面内回転機構を有するホルダーを用いて結晶方位に依存した三次元分布状態を明らかにする必要があり、そのための基礎データを蓄積した。
観察対象という観点からは今年度は時効析出合金だけではなく磁性微粒子やカーボン系材料まで拡張した。具体的にはCu-Ag系、Mg-Nd系などの他、Fe-Pd合金微粒子やバイオマスから作成されたナノチューブなどがあげられる。基礎的な側面としてはトモグラフィーの精度という観点からミッシングエッジが再構築像に対して与えるエラーを定量的に評価し、z方向に対する誤差が数10%に及ぶことをホログラフィーなど他の手法の比較により明らかにした。さらに応用という観点からはCo-Ni系で板状析出物の分布状態を明らかにし、組成の分布、特にNbの分配が予想と大きく異なっていうることを明らかにし、耐熱材料としてのCo合金の高強度化の指針を得た。

Research Products

• [Journal Article] Atomic structure imaging of L1_0-type FePd nanoparticles by spherical aberration corrected high-resolution transmission electron microscopy (2009)
  • Author(s): K. Sato, T. J. Konno, and Y. Hirotsu
  • Journal Title: Journal of Applied Physics 105
  • NAID: 10026268014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stabilization of stacking faults and a long period stacking phase dispersed in α-Mg crystalline grains of Mg-0.7at%Zn-1.4 at%Y alloy (2009)
  • Author(s): J. Lee, K. Sato, T. J. Konno, and K. Hiraga
  • Journal Title: Materials Transactions 50 Pages: 222-225
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Magnetically retrievable Palladium/Maghemite nanocomposite catalysts prepared by sonochemical reduction method (2009)
  • Author(s): Y. Mizukoshi, K. Sato, T. J. Konno, N. Masahashi, and S. Tanabe
  • Journal Title: Chemistry Letters 37 Pages: 922-923
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TEM像の解釈II (2008)
  • Author(s): 今野豊彦
  • Journal Title: 顕微鏡 43 Pages: 212-218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TEM像の解釈 (2008)
  • Author(s): 今野豊彦
  • Journal Title: 顕微鏡 43 Pages: 50-59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transmission Electron Microscopy Observations on Cu-Mg Alloy systems (2007)
  • Author(s): K. Nishikawa, S. Semboshi, T.J. Konno
  • Journal Title: Solid State Phenomena 127 Pages: 103-108
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Cu-Ni基超合金の時効析出相の構造評価 (2009)
  • Author(s): 今野豊彦。只野智史、松本洋明、千葉晶彦
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 東京都目黒区
  • Year and Date: 2009-03-30
• [Presentation] Phase transformation behavior in alloys viewed by 3D-tomography (2008)
  • Author(s): T. J. Konno, K. Aoyagi, E. Shizuya, J. Lee, K. Sato, T. Kiguchi, and K. Hiraga
  • Organizer: The 9^<th> Asia-Pacific Microscopy Conference (APMC9)
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Year and Date: 2008-11-06
• [Presentation] Heterogeneous nature of Zr_<50>Cu_<40>Al_<10> bulk metallic glass (2008)
  • Author(s): K. Sato, T. Kiguchi, T. J. Konno, Y. Yokoyama, T. Sato, A. Ishii, and F. Hori
  • Organizer: The 9^<th> Asia-Pacific Microscopy Conference (APMC9)
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
  • Year and Date: 2008-11-04
• [Presentation] Cu-Ni基超合金の時効析出相の構造評価 (2008)
  • Author(s): 只野智史、今野豊彦。松本洋明、千葉晶彦
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市
  • Year and Date: 2008-09-25
• [Presentation] Microstructure of Co-Ni based superalloys (2008)
  • Author(s): T. J. Konno, T. Tadano, H. M atsumoto and A. Chiba
  • Organizer: The 14^<th> European Microscopy Congress (EMC2008)
  • Place of Presentation: Aachen, Germany
  • Year and Date: 2008-09-04
• [Presentation] Recent progress in TEM observations on the phasetransformation metals and alloys (2008)
  • Author(s): T. J. Konno
  • Organizer: ECI conference : Innovative Dynamic Studies of Materials an the Nanoscale
  • Place of Presentation: Gyeong-ju, Korea
  • Year and Date: 2008-07-02
• [Presentation] Cu-Ni基超合金の800℃時効熱処理後の組織および構造の評価 (2008)
  • Author(s): 只野智史、松本洋明、今野豊彦、千葉晶彦
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 武蔵工業大学
  • Year and Date: 2008-03-27
• [Presentation] Cu-Ti-Al合金の時効による特性変化と組織観察 (2007)
  • Author(s): 今野豊彦、千星聡、西尾理実
  • Organizer: 日本金属学会
  • Place of Presentation: 岐阜大学
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] Recent Progress on the TEM Studies on the Precipitation Behavior of Age-Hardened Alloys (2007)
  • Author(s): T.J. Konno
  • Organizer: XII International Conference on Intergranular and Interphase Boundaries in Materials
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2007-07-10