2018 Fiscal Year Annual Research Report
ハイエントロピー合金に内在する元素間相互作用と相安定性原理の実験的解明
| Project Area | High Entropy Alloys - Science of New Class of Materials Based on Elemental Multiplicity and Heterogeneity |
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| Project/Area Number |
18H05456
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
古原 忠 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50221560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 秀樹 大阪大学, 工学研究科, 教授 (20202749)
杉山 和正 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40196762)
井上 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 時効析出 / 熱力学 / 組織解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主要研究対象とするHEA合金などで以下の予備検討などを行い，次年度以降の研究推進を図った．
(1) Fe基多元系モデル合金の相安定性の検討: fccおよびbcc基の規則相を有するFe-Ni-AlおよびFe-Ni-Mn合金に注目して，自由エネルギー計算よりFe-Ni-Al系では規則化と相分離の同時発現する可能性を確認した．両3元系における種々の組成の合金を溶製した後，熱間塑性加工と均質化処理を組み合わせて来年度から行う溶体化時効の準備を整えた． (2) HEA合金溶体に内在する不均一性の定量的評価法の確立: HEA合金に内在する構成元素間のSRO・MRO構造の詳細を解明するため，高精度で散漫散乱測定と３次元強度マッピングが可能な新規X線回折システムを構築し，Zr基金属非晶質合金等での測定を実施するとともに，単結晶高合金の作製を行い，溶体中の組成・密度不均一領域の定量的評価の準備を整えた．(3) HEA合金溶体における規則化／クラスタリングの評価法確立: 大体積の原子マップ取得に適した3DAP針試料形状や試料加工方法の確立と積層欠陥への元素偏析の有無の検討などを行った.また，HEA合金中の拡散現象と点欠陥構造の関係の解明: 陽電子寿命測定によるHEA合金の空孔の移動エンタルピーの定量的評価により， 4元系や3元系の合金，純Niと比較して顕著な差はないこと，第一原理計算から空孔の移動を担う元素により移動エンタルピーが異なる可能性を見出した ．
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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
各担当項目におけるモデル合金のスクリーニング，と解析手法の検討，年度末における新規導入装置の立ち上げは完了しており，次年度以降の研究を問題なく推進できる状況は達成されており，一部の項目ではHEA合金におけるナノレベルの不均一性に関する初期の研究成果も得られている．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度における以下の研究項目を効率良く推進するように班内会議を適宜実施する．
（１）fcc基Fe-Ni-Al，bcc基Fe-Ni-Mn合金での溶体化・時効に伴う規則化・二相分離挙動の解明，（２）HEA合金での散漫散乱強度分布と組成・時効処理との関連性解明，（３）CoCrFeMnNi HEA合金の変形後熱処理材での鈴木効果の検証および元素間の短距離相関の測定，（４）CoCrFeMnNi HEA合金等での原子空孔濃度測定と空孔形成エンタルピーの算出および第一原理計算の検証と元素空孔の構造等の解明
また，班間連携により計算科学からの予測と実験結果との比較を行う．さらにHEA合金の最新情報を国際会議等への参加などを積極的に行って収集し，今後の研究に生かす．
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[Journal Article] Composition evolution of gamma prime nanoparticles in the Ti-doped CoFeCrNi high entropy alloy2018
Author(s)
B. Han, J. Wei, Y. Tong, D. Chen, Y. Zhao, J. Wang, F. He, T. Yang, C. Zhao, Y. Shimizu, K. Inoue, Y. Nagai, A. Hu, C. T. Liu, J. J. Kai
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Journal Title
Scripta Materialia
Volume: 148
Pages: 42-46
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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