2017 Fiscal Year Research-status Report
超高ひずみ速度変形下の格子ひずみのその場計測による転位挙動解明
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16K14417
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
佐野 智一 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30314371)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | フェムト秒レーザー駆動衝撃波 / 超高ひずみ速度変形 / 転位密度 / 転位核生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らはこれまで、純鉄のフェムト秒レーザ駆動衝撃圧縮によって高密度転位を有する特異なナノ結晶が形成されその過程は従来の強加工プロセスとは異なること、さらに圧縮初期過程で超高速かつ巨大に変形することを見出してきた。一般に、超高ひずみ速度を実現するには、超高速転位あるいは転位の超高速増加が必要となる。しかしながら、この現象は微視的すなわち格子欠陥レベルではいまだ満足に説明されていない。本研究の目的は、超高ひずみ速度で物質が変形する際の転位の挙動をX線で直接計測することによって、超音速転位あるいは転位を介在しない塑性すべりの存在を調べ、衝撃波頭背後での転位核生成モデルを新たに構築することによって、超高ひずみ速度変形の機構を明らかにすることである。
今年度は、理化学研究所 播磨事業所 X線自由電子レーザー施設SACLAに構築したフェムト秒レーザ駆動衝撃圧縮現象その場計測装置を用い、強加工によって結晶粒径をナノメートルオーダーにしたバルクナノ鉄の圧縮初期過程の格子ひずみをその場計測した。衝撃波を駆動するのに用いたフェムト秒レーザの波長は800 nm、パルス幅は40 fs、パルスエネルギーは100 mJであった。デバイリングを取得する面は、主すべり面である110面と、主すべり面から大きく外れた100面とした。その結果、110面と100面とで異なる圧縮挙動が観測された。この理由は、転位の核生成と転位の可動度の面方位依存性に起因すると考えられる。
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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
計画通り、フェムト秒レーザ駆動衝撃圧縮現象その場計測装置をX線自由電子レーザー施設SACLAに構築し、フェムト秒レーザパルスとX線自由電子レーザーパルスとの間の時間を少しずつ変化させながらXRDパターンを取得することによって、強加工によって結晶粒径をナノメートルオーダーにしたバルクナノ鉄の圧縮初期過程の格子ひずみをその場計測することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、平成28年度に構築した装置を用いて、結晶構造の異なるニッケルのフェムト秒レーザ駆動衝撃圧縮現象その場計測を行う。この理由は、これまで用いてきた鉄は結晶構造がBCCであるのに対し、今年度用いるニッケルはFCCであり、転位の核生成と可動度の結晶構造依存性を調べるためである。
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| Causes of Carryover |
理由：平成29年度内に購入する予定であった材料の納品が遅れ、平成30年度に納品されることになったため。
使用計画：平成29年度内に購入する予定であった材料の納品が遅れ、平成30年度に納品されることになったため平成29年度の研究費に未使用額が生じたが、平成30年度に納入されるため、平成29年度に実施する予定の研究計画と併せて実施する。
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[Journal Article] Femtosecond laser peening of 2024 aluminum alloy without a sacrificial overlay under atmospheric conditions2017
Author(s)
Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Ryota Kashiwabara, Tomoki Matsuda, Yutaro Isshiki, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Kazuto Arakawa, Tadafumi Hashimoto, Kiyotaka Masaki, Yuji Sano
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Journal Title
J. Laser Appl.
Volume: 29
Pages: 012005-1-7
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions for Improving Fatigue Properties of Laser-welded and FSWed 2024 Aluminum Alloys2017
Author(s)
Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Yousuke Kawahito, Seiji Katayama, Kazuto Arakawa, Hisashi Hori, Kiyotaka Masaki, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu
Organizer
Materials Science & Technology 2017 (MS&T17)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Improving Fatigue Properties of Laser Welded 2024 Aluminum Alloy using Femtosecond Laser Peening2017
Author(s)
Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Yousuke Kawahito, Seiji Katayama, Kazuto Arakawa, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu, Kiyotaka Masaki, Yuji Sano
Organizer
The 18th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM2017)
Int'l Joint Research
