2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K05961
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴野 純一 北見工業大学, 工学部, 教授 (60206141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 裕 北見工業大学, 工学部, 助教 (30626122)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 単結晶 / 延性損傷 / 転位密度 / プロファイル解析 / 装置関数 / 白色Ｘ線 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、これまで検討してきた放射光白色Ｘ線によるプロファイル解析手法を基に、単結晶内部の特定された結晶方位から得られる単一の回折Ｘ線プロファイルから、延性損傷パラメータとして転位セルサイズ、不均一ひずみ、転位密度の情報を得るための手法を開発する。その際、測定装置や測定方法に依存する装置関数が転位密度などの測定精度に影響を及ぼすため、その正確な評価方法を確立する。透過型電子顕微鏡TEMによるシリコン単結晶転位分布観察結果との比較検討により本手法の高精度化を図るとともに、アルミニウムなどの単結晶内部における延性損傷進展と結晶方位との関連を評価し、本手法の有用性を検証する。
平成２８年度は、１）測定装置や測定方法に依存する装置関数の評価法の検討、２）放射光白色Ｘ線の透過回折Ｘ線プロファイルから装置関数を分離する方法の検討、３）転位セルサイズ、不均一ひずみ、転位密度の評価法の構築を予定していた。しかし、放射光施設SPring-8での実験申請が採択されなかったため、１）と２）については実験による検討が行えなかった。３）については、特性X線による純マグネシウムの透過回折X線プロファイルを基に塑性変形進展に伴う転位密度の評価、およびTEM観察を行った。その結果、以下のことが得られた。各回折面から得られた転位密度は負荷ひずみの増加に伴い増減を繰り返した。引張り負荷中の転位密度の減少は回折面002面と110面に対する錘面すべり、回折面201面に対する柱面すべりにおける臨界分解せん断応力を超えたことによって、すべり活動によるひずみエネルギーの解放が原因と考えられた。TEM観察の結果、破断後のTEM像には転位や転位セルが多く見られた。TEM観察から得られた転位密度は回折X線プロファイル解析により求めた値に比べ小さかったが同じオーダーの値を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成２８年度は、放射光施設SPring-8での実験申請が採択されなかったため、１）測定装置や測定方法に依存する装置関数の評価法の検討、２）放射光白色Ｘ線の透過回折Ｘ線プロファイルから装置関数を分離する方法の検討、については実験による検討が行えなかった。しかし、理論的な検討を進められた。また、３）転位セルサイズ、不均一ひずみ、転位密度の評価法の構築については、TEMを用いた検討によりおおむね順調に進んだ。そのため、全体としては当初の予定よりやや遅れていると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は放射光施設SPring-8での実験が採択されたため、まずは平成２８年度に実施できなかった、１）測定装置や測定方法に依存する装置関数の評価法の検討、２）放射光白色Ｘ線の透過回折Ｘ線プロファイルから装置関数を分離する方法の検討を行う。さらに、３）面心立方晶FCCとしてアルミニウム単結晶、最密六方晶HCPとしてマグネシウム単結晶試料を用いた延性損傷評価を行う。結晶方位が明らかな単結晶をSPring-8において引張り負荷を掛けながら白色Ｘ線を照射し透過した回折Ｘ線を測定する。放射性同位元素や放射光の発散を考慮して装置関数を求め、透過型回折Ｘ線プロファイルから結晶子（転位セル）サイズや転位密度を評価する。また、４）透過型電子顕微鏡TEMによる単結晶転位分布観察結果との比較検討を行う。これらの考察に基づき、装置関数の評価方法を見直し、必要に応じて改良を行う。
本研究により、１）放射光白色Ｘ線を用いた単結晶延性損傷評価法の構築、２）放射光白色Ｘ線を用いた単結晶延性損傷評価法の高精度化、３）放射光白色Ｘ線を用いた単結晶延性損傷評価法の有用性の検証を行い、結晶内部の延性損傷進展挙動に関する放射光白色Ｘ線による実験・解析手法の確立を図る。
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