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力学系および組織形成シミュレーションに不可欠なLPSO相単相の単結晶弾性率の解明

Publicly Offered Research

Project AreaMaterials Science of synchronized LPSO structure -Innovative Development of Next-Generation Lightweight Structural Materials-
Project/Area Number 24109505
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 InstitutionOsaka University

Principal Investigator

多根 正和  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80379099)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Keywords弾性率 / LPSO相 / 単結晶 / 結晶配向性 / 集合組織 / マグネシウム / LPSO
Outline of Annual Research Achievements

14H型LPSO相の弾性率を求めるため、まず、LPSO相の体積分率が25%程度であるMg97Zn1Y2(at.%)合金の押出材(75%程度のα-Mg相と18R型LPSO相の2相材料)に対して熱処理を施した。その結果、α-Mg相と14H型LPSO相から成る2相組織を得た。得られた、2相材料に対してX線極点図による結晶配向性の解析、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡を用いた微細組織の観察を行った。また、超音波共鳴法と電磁超音波共鳴法を組み合わせた手法を用いて、2相組織の巨視的な弾性率を求めた。結晶配向性の情報をInverse Voigt-Reuss-Hill近似に取り入れることにより、α-Mg相と14H型LPSO相から成る2相組織の単結晶弾性率を得た。次に、α-Mg相ほぼ単相のMg99.2Zn0.2Y0.6(at.%)合金の押出材に対して、弾性率の測定およびX線極点図を用いた結晶配向性の解析を行った。結晶配向性の情報を取り込んだInverse Voigt-Reuss-Hill近似により押出材の多結晶弾性率から、α-Mg相の単結晶弾性率を算出した。Eshelbyの等価介在物法とMori-Tanakaの平均場近似により、2相組織の巨視的な弾性率からα-Mg相の弾性率を差し引くことにより、14H型LPSO相の単結晶弾性率を算出することができた。昨年度、明らかとなったMg85Zn6Y9(at.%)合金における18R型LPSO相およびMg97Zn1Y2(at.%)合金の2相組織中の18R型LPSO相の弾性率と比較することにより、LPSO相の弾性特性には積層周期よりもLPSO相中の溶質元素濃度(ZnおよびY濃度)の影響の方が大きいことが明らかとなった。本年度に得られた知見は、LPSO相の力学特性の解析およびLPSO相の弾性特性を制御する上で非常に重要である。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Elastic properties of a Mg-Zn-Y alloy single crystal with a long-period stacking ordered structure2013

    • Author(s)
      M. Tane, Y. Nagai, H. Kimizuka, K. Hagihara, Y. Kawamura
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 61(17) Issue: 17 Pages: 6338-6351

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2013.06.041

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elastic properties of single-crystalline ω phase in titanium2013

    • Author(s)
      M. Tane, Y. Okuda, Y. TodaKa, H. Ogi, A. Nagakubo
    • Journal Title

      Acta materialia

      Volume: 61 Issue: 20 Pages: 7543-7554

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2013.08.036

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Mg-Zn-Y合金中に形成されるLPSO相の弾性特性とその支配因子2014

    • Author(s)
      多根正和、鈴木翔悟、君塚肇、萩原幸司、山崎倫昭、河村能人、関野徹
    • Organizer
      第58回日本学術会議材料工学連合講演会
    • Place of Presentation
      京都テルサ
    • Year and Date
      2014-10-27 – 2014-10-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mg-Zn-Y合金の弾性率に及ぼすZnおよびY濃度の影響2014

    • Author(s)
      多根正和、永井裕、鈴木翔悟、君塚肇、山崎倫昭、 河村能人
    • Organizer
      日本金属学会春期大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-03-21 – 2014-03-23
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Zn-Y合金のLPSO相の弾性率とその支配因子2013

    • Author(s)
      多根正和、永井裕、君塚肇、萩原幸司、山崎倫昭、 河村能人
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2013-09-17 – 2013-09-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Zn-Y合金のLPSO相の弾性特性2013

    • Author(s)
      多根正和
    • Organizer
      日本金属学春期大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effective-mean-field Theory for Macroscopic Elastic Properties and Some Related Properties of Elastic Inhomogeneous Materials2012

    • Author(s)
      多根正和
    • Organizer
      Micromechanics of Advanced Structural Materials - Prof. Toshio Mura Memorial Symposium
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2012-06-07
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ロータス型ポーラスマグネシウムの圧縮および引張変形挙動の解析2012

    • Author(s)
      織田 愛
    • Organizer
      軽金属学会関西支部若手研究発表会
    • Place of Presentation
      大阪工業大学
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2018-03-28  

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