Unified analysis for orientation relationships of grains around triple junctions and the evaluation as a factor of microstructure
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22K04668
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26010:Metallic material properties-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
尾中 晋 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (40194576)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 結晶粒界 / 粒界面方位 / 方位差角ダイアグラム / 多結晶構造 / Mackenzie分布 / 粒界方位 |
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| Outline of Research at the Start |
多数の結晶粒で構成される多結晶においては，３つの結晶粒が会合する粒界三重線も数多く存在する．しかし，これらを材料組織因子として評価・分類した研究は，理論的なものも実験的なものも過去の例は極めて乏しい．そこで本研究では，粒界三重線周りの結晶粒間の方位関係を定量的に評価・分類する新しい手段として方位差角ダイヤグラムを提示し，多結晶の物性解明への貢献を試みる．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，金属材料の評価と性能向上を目指す試みとして，粒界三重線周りの結晶粒間の方位関係について考えるものである．多数の結晶粒で構成される多結晶においては，三つの結晶粒が会合する粒界三重線も数多く存在し，例えば塑性変形抑制箇所として，材料全体の物性を支配する因子となることがある．しかし，二つの結晶粒間の方位関係やそのあいだの結晶粒界に比較して，三つの結晶粒間の方位関係と粒界三重線については，それらを材料組織因子として評価・分類した研究は，理論的なものも実験的なものも過去の例は極めて乏しい．本研究ではこの課題に挑戦している．
粒界三重線周りの結晶粒間の方位関係を定量的に評価・分類する手段として，多結晶に含まれる粒界三重線周りの三つの結晶粒間の差方位角の分布を整理して示すことができる方位差角ダイヤグラムを提示できた．この方位差角ダイヤグラムに関係する成果は，超強加工で作成したアルミニウム超微細粒多結晶についての焼鈍に伴う組織変化への応用という実験的研究の成果も含めて論文として公表した．掲載誌は，この報告書の研究発表の箇所にも記しているように日本金属学会の国際誌であるMaterials Transactionsである．今後は，更に種々の金属材料における多様な組織変化についての考察を行い，方位差角ダイヤグラムの変化と粒界三重線が関与する多結晶物性の変化とのあいだの関連性を明らかにすることで，粒界三重線を材料組織因子として評価・分類するための研究を進めていく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度までに本研究で提示できた方位差ダイヤグラムは，粒界三重線回りの三つの結晶粒についての幾何学的な考察によって得られたものである．これは，三つの結晶粒のあいだの三つの方位差角とそれらのあいだの拘束条件を明らかにすることによって得られたものであり，三重線に関するものとして過去に例のない知見となっている．立方晶構造の結晶の場合，二つの結晶粒間について最大の差方位角をもたらす方位関係が，互いに隣り合う三つの結晶粒についてもそれらに含まれる三組の二つの結晶粒間について同時に満足される場合があることを示すことができた．
また，方位差角ダイヤグラムの超微細粒多結晶についての焼鈍に伴う組織変化への応用においては，多くの結晶粒が含まれる測定面についての結晶方位の場所による変化から，粒界三重線の位置と三つの結晶粒間における差方位角を決定するための効率的なプログラムを作成することができた．これにより，極めて多数の結晶粒が含まれる材料についても，方位差角ダイヤグラムを作成して粒界三重線をその材料の評価因子とするための準備が順調に進行している．
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| Strategy for Future Research Activity |
多数の結晶粒で構成される多結晶においては，三つの結晶粒が会合する粒界三重線が数多く存在するが，これまでにも述べてきたように，これらを材料組織因子として評価・分類した研究は，理論的なものも実験的なものも過去の例は極めて乏しい．本研究は，粒界三重線を材料組織因子として評価・分類するためのもので，新しい手段として提示した方位差角ダイヤグラムを使って，今後も多結晶の物性解明への貢献を行う．
今後は，多結晶における塑性変形の粒界三重線周りでの抑制についても考える．多結晶では，一般に，隣り合う結晶粒間のすべり系に方位差が存在する．多結晶における塑性変形を考えるうえで，これによるすべり変形の粒界での抑制が重要な因子になることはよく知られている．しかし，同様な塑性変形の抑制は粒界三重線周りでも起こり，その範囲は結晶粒径に匹敵するような範囲にまで拡がることが予備的な実験によってわかってきている．そこで本研究では，方位差角ダイヤグラムによる材料組織の評価・分類に加え，多結晶における塑性変形の粒界三重線周りでの抑制についても考察を行っていく．
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
