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新世代アルミニウム合金中の高強度化サイトの構造解析と原子空孔可視化の挑戦

Publicly Offered Research

Project Area3D Active-Site Science
Project/Area Number 17H05210
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionUtsunomiya University

Principal Investigator

山本 篤史郎  宇都宮大学, 工学部, 准教授 (40334049)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Keywords金属材料学 / チタン合金 / アルミニウム合金 / 高エントロピー合金 / 添加元素 / 局所構造 / 蛍光X線ホログラフィー / 構造・機能材料 / 機械材料・材料力学 / クラスター / 原子空孔
Outline of Annual Research Achievements

金属材料は工業製品に最も広く用いられているが,代表的な金属材料である鉄鋼材料を高比強度金属に置き換えることにより,大幅な省エネルギー化が期待される.本研究では,高比強度金属の代表であるチタン合金とアルミニウム合金,そして,新たに注目を集めている高エントロピー合金について,添加元素近傍の三次元局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーにより行った.チタン合金中で添加元素の果たす役割,アルミニウム合金中の局所構造が添加元素により異なる様子,高エントロピー合金の原子配列が室温時効により変化することを,それぞれ明らかにした.
(1) 代表的なβ安定化元素であるNb,Ta,Vを20at%含む二元系チタン合金単結晶について,各β安定化元素近傍の局所構造解析を蛍光X線ホログラフィーで行った.これらの添加元素近傍では,ω相中であるにもかかわらず,β相の構造を維持する傾向があることがわかった.その傾向から,局所構造の観点では V>Nb>Taの順でβ安定化元素の効果が高いことを明らかにした.
(2) Al-2Mg-2Zn-0.07Agアルミニウム合金を170℃で60分時効した試料について,原子空孔を引きつける効果があるとされる添加元素であるAg近傍の局所構造を蛍光X線ホログラフィーで解析した.
(3) 急冷凝固したFCC型高エントロピー合金Al0.3CrFeCoNi中のNi近傍局所構造解析を,蛍光X線ホログラフィーで行った.高エントロピー合金中は室温時効により原子位置が徐々に変化し,FCC格子位置に近づくことがわかった.

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 蛍光X線ホログラフィーによるTi-NbならびにTi-20V二元系合金中のβ安定化元素近傍局所構造解析2018

    • Author(s)
      山本 篤史郎
    • Journal Title

      チタン

      Volume: 66 Pages: 36-42

    • NAID

      40021462109

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local atomic structure near an Nb atom in aged β-Ti alloys2017

    • Author(s)
      T. Yamamoto, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, H. Tajiri
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 131 Pages: 534-542

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2017.03.048

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 蛍光X線ホログラフィー法によるAl0.3CrFeCoNi高エントロピー合金中Co近傍局所構造解析2018

    • Author(s)
      仁木惇平,塩田諒介,山本篤史郎
    • Organizer
      日本材料学会材料WEEK
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光X線ホログラフィーによるAl0.3CrFeCoNi高エントロピー合金中NiならびにCo近傍の局所構造解析2018

    • Author(s)
      仁木惇平,塩田諒介,山本篤史郎,戎佳宏,木村耕治,林好一,八方直久,細川伸也,田尻寛男,尾崎徹
    • Organizer
      日本金属学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Al0.3CrFeCoNi高エントロピー合金の局所構造ならびにビッカース硬度に及ぼす室温時効の影響2018

    • Author(s)
      塩田諒介,仁木惇平,山本篤史郎,戎佳宏,木村耕治,林好一,八方直久,細川伸也,田尻寛男,尾崎徹
    • Organizer
      日本金属学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Local structure near a Ni atom in a rapidly quenched Al0.3CrFeCoNi high entropy alloy2018

    • Author(s)
      T. Yamamoto, R. Shioda, J. Niki, Y. Ebisu, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, H. Tajiri, T. Ozaki
    • Organizer
      ISMANAM2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Local atomic arrangement near Nb and V in aged βTi alloys2018

    • Author(s)
      T. Yamamoto, Y. Ebisu, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, H. Tajiri, T. Ozaki
    • Organizer
      THERMEC2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Local atomic arrangement near a Ni atom in an FCC Al-Cr-Fe-Co-Ni high entropy alloy2018

    • Author(s)
      R. Shioda, T. Yamamoto, Y. Ebisu, K. Kimura, K. Hayashi, N. Happo, S. Hosokawa, H. Tajiri, T. Ozaki
    • Organizer
      THERMEC2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Al0.3CrFeCoNi高エントロピー合金中のNi近傍局所構造に及ぼす室温時効の影響2018

    • Author(s)
      塩田諒介,仁木惇平,山本篤史郎,戎佳宏,木村耕治,林好一,八方直久,細川伸也,田尻寛男,尾崎徹
    • Organizer
      日本金属学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Al0.3CrFeCoNi高エントロピー合金中のNi近傍局所構造に及ぼす室温時効の影響2018

    • Author(s)
      塩田諒介, 仁木惇平, 山本篤史郎, 戎佳宏, 木村耕治, 林好一, 八方直久, 細川伸也, 田尻寛男, 尾崎徹
    • Organizer
      日本金属学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光X線ホログラフィー法による金属構造材料中局所構造解析2017

    • Author(s)
      山本篤史郎
    • Organizer
      第11回物性科学領域横断研究会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Local structure near a nickel atom in an Al-Cr-Fe-Co-Ni high entropy alloy2017

    • Author(s)
      Ryosuke Shioda, Tsuyoshi YOSHIDA, Tokujiro YAMAMOTO, Yoshihiro EBISU, Toru OZAKI, Koji KIMURA, Kouichi HAYASHI, Naohisa HAPPO, Shinya HOSOKAWA
    • Organizer
      JSPM International Conference on Powder and Powder Metallurgy (JSPMIC2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Local atomic arrangement near additive elements in aged β-Ti alloys2017

    • Author(s)
      Tokujiro YAMAMOTO, Yoshihiro EBISU, Koji KIMURA, Kouichi HAYASHI, Naohisa HAPPO, Shinya HOSOKAWA, Hiroo TAJIRI, Toru Ozaki
    • Organizer
      Swedish-Japanese Workshop on Nano-Structure Science by Novel Light Sources
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 軽量高強度構造用材料チタン合金の強度を左右する添加レアメタル近傍の原子移動モデルを解明

    • URL

      http://www.utsunomiya-u.ac.jp/topics/2017/04/004939.php

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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