2016 Fiscal Year Research-status Report
“単結晶育成が極めて困難な”Mg合金およびMg基化合物相の単結晶弾性特性の解明
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15K14166
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
多根 正和 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80379099)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 弾性率 / 単結晶 / マグネシウム合金 / 結晶配向性 / マイクロメカニックス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
集合組織(結晶配向性)を有する純Mgの多結晶に、Eshelbyの等価介在物理論および有効媒体近似を組み合わせて構築した六方晶系単結晶の弾性率を決定するための新規な独自手法 (inverse self-consistent近似)を適用し、単結晶弾性率を決定する際の結晶粒形状の影響を調べた。まず、押出加工を用いて、押出方向に結晶の<10-10>方位が強く配向した純MgおよびMg-3Al-1Zn (mass%)合金の多結晶を作製し、後方散乱電子回折により結晶粒の形状を調べた。さらに、X線極点図測定により結晶配向性を定量的に調べた。次に、Eshelbyの等価介在物理論を用いて、結晶粒の形状を回転楕円体に近似し、多結晶弾性率から単結晶弾性率を決定する場合において、楕円体のアスペクト比が単結晶弾性率の決定精度に及ぼす影響を調べた。その結果、単結晶の弾性異方性が小さい純MgおよびMg-3Al-1Znにおいては、多結晶における結晶粒間の弾性相互作用が小さく、結晶粒形状のモデル化は単結晶弾性率の決定精度にほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなった。さらに、結晶粒形状をモデル化することが可能なinverse self-consistent近似と結晶粒形状をモデル化することができないinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて純MgおよびMg-3Al-1Zn合金の単結晶弾性率を決定し、両者の比較を行った。その結果、inverse self-consistent近似とinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて計算される単結晶弾性率の値はほぼ等しく、多結晶弾性率の値は、結晶配向性のみに依存することを定量的に示した。さらに、ブリッジマン法を用いて、Mg17Al12相の単結晶を育成し、室温での単結晶弾性率を明らかにした。
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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
六方晶系材料の単結晶弾性率を決定するための新規な独自手法(inverse self-consistent近似)を弾性異方性の小さい単結晶で構成された純MgおよびMg-3Al-1Zn(mass%)合金の多結晶材料に適用し、弾性異方性が小さい場合は、結晶粒形状が単結晶弾性率の決定精度にほとんど影響を及ぼさないことを明かにすることができた。さらに、Mg17Al12相の単結晶を育成し、室温での単結晶弾性率を明らかにすることに成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mg17Al12相の単結晶の弾性率の室温以下での温度依存性を低温下での電磁超音波共鳴法および超音波共鳴法を用いて測定する。得られた極低温での単結晶弾性率と第一原理計算および他のMg合金の弾性率とを比較することにより、Mg17Al12相の弾性特性の支配因子を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
使用頻度の高い装置のメンテナンス費用、成果発表のための旅費、消耗品の購入費および英文校正費用として使用し、研究を効率的に進める。
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