2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research for formation process of long-period stacking-ordered structure synchronized with chemical concentration using high pressure
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16K06706
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
松下 正史 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (90432799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 英司 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70354222)
大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80403864)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マグネシウム合金 / 高圧合成 / 長周期構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. Mg-Zn-Y中のシンクロLPSOの形成過程の研究
昨年度実績に記載の通り、ZnとYのhcp格子への侵入によってhcpがc軸の伸長によって膨張し、その後、hcp格子が崩壊してLPSOが形成される。この過程を解釈するために、第一原理計算を実施し、実験との対応を比較した。すでに先行研究にて、2HのMgと18RのMgの間のエネルギー差は融点以下であることが第一原理計算で示されていたが、より詳細にメッシュを切り、計算を実施したところ、420 Kで18Rのフリーエネルギーの方が、2Hよりも低くなることが分かった。また、Ｙが固溶した場合、c軸が拡大することについてもエネルギー的に妥当であることが明らかになった。2Hの格子体積の膨張は、18Rへの相転移に必要なエネルギーを低下させるとの先行研究があり、本実験結果でみられたhcp格子のc軸の伸長に伴う体積の増加が18Rへの相転移へのTriggerになったと解釈される。また、LPSO組成領域のMg-Zn-Yの三元系のhcpよりもfccの方がエネルギー的に低く、Suzuki効果によってZnとＹはより積極的に、局所的fcc構造であるstacking faultに濃集すると考えられる。これらの計算結果との対応より、Mgのhcp格子の膨張とSuzuki効果がLPSO形成に重要な因子であることを明らかにした。
2. 高圧実験によるシンクロLPSO関連構造の研究
昨年度までにMg97Zn1Yb2を5 GPaで合成すると6周期の長周期超格子(LPSL)と4周期のLPSLの両構造が形成される。本構造の形成領域を調査したところ、4周期LPSLは3 GPaでも形成されることが分かった。また、さらに詳細な調査を進めたところ上記、二つのLPSLとは異なるもう一種類の長周期構造が存在することが明らかになった。同構造の詳細については今後研究予定である。
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[Presentation] A formation process of 18R-type LPSO from hcp in a Mg alloy2018
Author(s)
Masafumi Matsushita, Takafumi Nagata, Jozef Bednarcik, Norimasa Nishiyama, Kawano Shoya, Satoshi Iikubo, Hiroshi Ohtani, Michiaki Yamasaki, Tetsuo Irifune, Yoshihito Kawamura
Organizer
International Conference on processing & manufacturing of advanced materials (Thermec’ 2018)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Metastable Mille-Feuille structures based hexagonal lattice metal2018
Author(s)
S. Urata, S. Hiraoka, K. Masuda, D. Yamauchi, T. Tsuchiya, M. Nishikawa, S. Abe, H. Ohfuji, M. Yamasaki, Y. Kawamura, and M. Matsushita
Organizer
The 4th international symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Mile-feuille Structure (LPSO2018)
Int'l Joint Research
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