| Project/Area Number |
22K14463
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 26010:Metallic material properties-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
Feng Bin 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (20811889)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
|
|---|
| Keywords | 粒界移動 / 原子分解能直接観察 / セラミックス / STEM / 原子分解能電子顕微鏡 / 電子顕微鏡 / その場観察 / 原子分解能 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
粒界移動現象は材料科学において重要な課題であり、材料の微細組織の形成を支配するのみならず、様々な特性にも直接関連していることが報告されている。本研究では先端原子分解能走査透過型電子顕微鏡法を高度化し、セラミックス粒界移動過程の直接観察法を確立するとともに、多様なセラミックス材料に展開することで、セラミックス粒界移動のメカニズムの本質的解明を目指す。
|
| Outline of Final Research Achievements |
Grain boundary migration has been reported to govern material properties such as microstructure formation and mechanical characteristics of bulk materials. However, its atomistic mechanism remains unclear. In this study, we employed a direct observation method of grain boundary migration using a scanning transmission electron microscope (STEM) developed by our research group, to directly observe the grain boundary migration processes at the atomic level in various ceramic materials, and thereby elucidating the fundamental grain boundary migration mechanism. We fabricated symmetrical tilt grain boundaries and doped model grain boundaries in various materials using the bicrystal method, and performed direct observations of their grain boundary migration. Based on these results, we clarified the impact of grain boundary atomic structures and dopant effects on grain boundary migration.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、これまでブラックボックスであったセラミックス粒界の移動過程を実験的に原子レベルで解明した。その結果、粒界移動が粒界の原子構造に強く依存することが明らかになった。整合性の高い粒界では、粒界原子多面体構造の逐次変化によって移動が進行する。一方、整合性の低い粒界では、粒界移動中に構造が変化せず、界面欠陥の形成を伴う移動メカニズムで進行することが判明した。さらに、Tiなどの不純物の偏析が粒界移動を妨げる効果があることも明らかになった。これらの知見を活用することで、今後高性能セラミックス材料の設計に大きく貢献することが期待される。
|
