2015 Fiscal Year Annual Research Report
格子歪エネルギー解析によるシンクロ型ＬＰＳＯ構造形成メカニズム解明
| Project Area | Materials Science of synchronized LPSO structure -Innovative Development of Next-Generation Lightweight Structural Materials- |
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| Project/Area Number |
23109006
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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) |
木口 賢紀 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (70311660)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属物性 / 格子欠陥 / 構造・機能材料 / 自己組織化 / 表面・界面物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
LPSO構造の核生成サイトの検討として，Mg-1Gd-2Zn合金において元素濃化／規則化クラスターとLPSO形成の関係について調べ，凝固まま材に溶体化処理を行うことでMg母相中の過飽和度（特にGdの固溶量）が増加するが，母相中のクラスタリング／規則化は弱いこと，14H LPSO相の組成は理想値より低いことを見出した．温間弱加工で転位を導入した後時効すると転位に溶質元素が偏析後，構造ユニット形成に至ることから，母相転位はLPSO構造の優先核生成サイトであることが明らかとなった．
溶体化処理を施したMg-Zn-Gd合金のZn,Gd組成や時効時間を変化させ，析出初期挙動に及ぼす影響についてHAADF-STEM法とSTEM-EDS法によって調べた．同一の時効条件の下では，母相中の溶質濃度が初期析出挙動を決定する重要な要因であることが明らかになった．Gdの濃度がZnよりの高い場合に積層欠陥型濃化層が形成される傾向にあり，過剰なGdにより積層欠陥型濃化層の析出に伴う弾性歪みエネルギーの低下により，低温時効でも準安定なGPゾーンを経由せずに直接積層欠陥型濃化層が形成され，LPSO形成において重要な役割を果たすと考察した．
第一原理計算では，昨年度までに見出された積層欠陥部に集積するL12型クラスターと溶質原子ペアの間に斥力の存在を基に，過飽和固溶体からのLPSO形成機構について考察し，応力に誘起された積層欠陥への溶質原子の偏析およびクラスター形成→積層欠陥周囲の溶質原子の排斥および集合→周囲での新たな積層欠陥の導入，という新たなシナリオを導いた．
Mg-Zn-Y合金におけるLPSO相内の不純物原子の配列に関して，二種類のクラスターモデルを仮定し，蛍光X線ホログラムを計算し，中心原子の有無によって，再生原子像に顕著な違いが観測された．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Domain structure and piezoelectric response of self-assembled tetragonal Pb(Zr,Ti)O3 Nanorods2015
Author(s)
T. Yamada, D. Ito, O. Sakata, T. Kiguchi, T. Shiraishi, T. Shimizu, M. Yoshino, H.Funakubo, T. Nagasaki
Organizer
Pacifichem 2015
Place of Presentation
Honolulu, USA
Year and Date
2015-12-15 – 2015-12-20
Int'l Joint Research / Invited
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