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2008 Fiscal Year Annual Research Report

高密度格子欠陥構造・組織の原子レベル多面解析

Research Project

Project/Area Number 18062003
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

森永 正彦  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 教授 (50126950)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 秋庭 義明  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00212431)
中島 英治  九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (80180280)
金子 賢治  九州大学, 工学研究院, 准教授 (30336002)
大久保 忠勝  名古屋大学, (独)物質・材料研究機構, 主任研究員 (00242462)
市坪 哲  京都大学, 大学院工学研究科, 准教授 (40324826)
Keywords巨大ひずみ / ナノ材料 / 格子欠陥 / 材料加工・処理 / 転位密度 / 放射光 / 電子顕微鏡 / 3次元アトムプローブ
Research Abstract

巨大ひずみ材料の原子レベルでの材料解析を多面的に行い、強加工による高密度格子欠陥・極微再組織の形成機構と、巨大ひずみ材料が示す高強度・高延性の両立などの特異な機械・物理特性を解明することを目的としている。平成20年度の成果は、以下の通りである。
1. 強ひずみ加工法のHPT法を用いて、Al粉末とMg粉末から平均粒径が40nm程度の約30mass%のMgが過飽和に固溶したAl-Mg合金(通常の平衡条件でのMgの最大固溶度は17mass%(450℃))を作製することに成功した。この結果、粒径微細化強化と固溶強化の相乗効果を得ることにも成功した。
2. ARBアルミニウムと通常のアルミニウムをリチウムイオン電池の負極として起電力を測定し、その差を求めることにより、蓄積エネルギーを評価する方法を検討した。ARB加工前と6サイクル加工後のアルミニウムでは発生する起電力に差があることが明らかとなった。
3. ARB加工Cuにおける非平衡粒界の熱的安定性を、その場TEM観察より明らかにした。また、3次元STEM法によりHPT加工Cuの転位密度の測定に成功した。さらに、メカニカルミリング処理したFe粉末表面のterminated boundaryを観察し、理論計算と比較しその形成機構を明らかにした。
4. 強加工されたアルミニウム、銅および白金に室温で蓄積される最大歪エネルギーを、X線プロファイル解析による転位密度の測定から評価した。その歪エネルギー値はそれら金属の剛性率と良い相関を示すことがわかった。
5. 高エネルギー放射光および実験室X線を用いて、ショット条件の異なる表面強加工材料の内部の残留応力および結晶子寸法を測定し、疲労強度と関連づけてショット条件の影響を明らかにした。
6. Al-遷移金属(Ti, Cr, Mn, Fe, Zr)2元系合金の鋳造材において、HPT加工によってAl-2Fe, 2Mn合金では著しく硬度が上昇した。この硬度変化が100nm以下の超微細結晶粒、加工により勇断された第2相粒子の分散、遷移金属元素の部分的固溶に起因することを明らかにした。

  • Research Products

    (45 results)

All 2009 2008

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 18 results) Presentation (27 results)

  • [Journal Article] Fabrication and characterization of supersaturated Al-Mg alloys by severe plastic deformation and their mechanical pronerties2009

    • Author(s)
      K. Kaneko, T. Hata, T. Tokunaga, Z. Horita
    • Journal Title

      Material Transactions 50

      Pages: 76-81

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructure and mechanical properties of Al-Zr nanocomposite materials2009

    • Author(s)
      B. Srinivasarao, C. Suryanarayana, and K. Hono
    • Journal Title

      Mater. Sci. Eng. A (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bimodally grained high strength Fe fabricated by mechanical alloying and spark plasma sintering2009

    • Author(s)
      B. Srinivasarao, K. Oh-ishi, T. Ohkubo, K. Hono
    • Journal Title

      Acta Mater. (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-strength bulk nanocrystalline Al-Fe alloy processed by mechanical alloying and spark plasma sintering2009

    • Author(s)
      T. T. Sasaki, T. Ohkubo, K. Hono
    • Journal Title

      Acta Mater. (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 単軸負荷下における銅薄膜の変形挙動のX線的評価2008

    • Author(s)
      秋庭義明, 鈴木剛, 木村英彦
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(A編) 74

      Pages: 356-362

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 侵入深さ一定法による表面強加工材の残留応力分布の予測2008

    • Author(s)
      秋庭義明, 小島由梨, 木村英彦, 丸小慶介
    • Journal Title

      材料 57

      Pages: 660-666

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grain Boundary Structures of ARB Processed Aluminum2008

    • Author(s)
      S. Ii, M. Hishida, N. Takata, K. Ikeda, H. Nakashima, N. Tsuji
    • Journal Title

      Materials Science Forum 584-586

      Pages: 716-721

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of Residual Stress Distribution in Severe Surface Deformed Steel by Shot Peening2008

    • Author(s)
      Y. Akiniwa and H. Kimura
    • Journal Title

      Materials Science Forum 571-572

      Pages: 15-20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Advanced materials synthesis by using explosive and microstructural characterization at Sojo University2008

    • Author(s)
      S. Ii, A. Kira, R. Tomoshige and M. Fujita
    • Journal Title

      Materials Science Forum 566

      Pages: 321-326

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Grain Boundary Structure of Ultrafine Grained Pure Copper Fabricated by Accumulative Roll Bonding2008

    • Author(s)
      K. Ikeda, K. Yamada, N. Takata, F. Yoshida, H. Nakashima, N. Tsuji
    • Journal Title

      Mater. Trans 49

      Pages: 24-30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Evidence of Polycrystalline Silicon Thin Films Formation during Aluminum Induced Crystallization by In-situ Heating TEM Observation2008

    • Author(s)
      S. Ii, T. Hirota, K. Fujimoto, Y. Sugimoto, N. Takata, K. Ikeda, H. Nakashima and H. Nakashima
    • Journal Title

      Mater. Trans 49

      Pages: 723-727

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallography and morphology of various interfaces in Ti-Ni, Ti-Pd and Ni-Mn-Ga shape memory alloys2008

    • Author(s)
      M. Nishida, T. Hara, M. Matsuda and S. Ii
    • Journal Title

      Mater. Sci. Eng. A 481-482

      Pages: 18-27

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Assessment of Strain Energy by Measuring Dislocation Density in Copper and Aluminium Prepared by ECAP and ARB2008

    • Author(s)
      Y. Murata, I. Nakaya and M. Morinaga
    • Journal Title

      Materials Transactions 49

      Pages: 20-23

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Misfit dislocation formation at cubic/tetragonal phase interface in 3 Y-TZP ceramics2008

    • Author(s)
      S. Ii, H. Yoshida, K. Matsui and Y. Ikuhara
    • Journal Title

      J. Am. Ceram. Soc. 91

      Pages: 3810-3812

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructural change of dislocation structure around SiGe/Si interface in SGOI wafer : wafer ramping process2008

    • Author(s)
      S. Ii, Y. Takaki, K. Ikeda, H. Nakashima and H. Nakashima
    • Journal Title

      Thin Solid Films 517

      Pages: 38-40

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production of aluminum-matrix carbon nanotube composite using high pressure torsion2008

    • Author(s)
      T. Tokunaga, K. Kaneko, K. Sato and Z. Horita
    • Journal Title

      Material Science and Engineering A 490

      Pages: 300-304

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of high-strength bimodally grained iron by mechanical alloying and spark plasma sintering2008

    • Author(s)
      B. Srinivasarao, K. Oh-ishi, T. Ohkubo, T. Mukai and K. Hono
    • Journal Title

      Scripta Mater. 58

      Pages: 259-262

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructure and Mechanical Properties of Aluminum-fullerene Composite Fabricated by High Pressure Torsion2008

    • Author(s)
      T. Tokunaga, K. Kaneko, K. Sato and Z. Horita
    • Journal Title

      Scripta Materialia 58 No. 9

      Pages: 735-738

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超強加工した鉄中の結晶欠陥とその安定性2009

    • Author(s)
      森本肇、千星聡、沼倉宏、寺田大将、辻伸泰
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第157回春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      20090328-30
  • [Presentation] Effects of Cryogenic Mechanical Milling on Microstructure in Metallic Powders2008

    • Author(s)
      J. Yamada, H. Fujiwara, K. Ameyama, S. Hata, H. Nakashima, K. Ikeda
    • Organizer
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Characterization of defects in severly deformed aluminium2008

    • Author(s)
      竹本勇介, 沼倉宏, 寺田大将, 辻伸泰
    • Organizer
      先端材料の巨大ひずみプロセス国際シンポジウムGSAM-2008
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Measurement of Dislocation Density in Copper and Aluminium Prepared by ECAP and ARB Processes by Means of a Conventional X-Ray Profile Analysis2008

    • Author(s)
      Y. Murata and M. Morinaga
    • Organizer
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Ductile high strength bimodally grained Fe- and Al-based alloys processed by mechanical milling and spark plasma sintering2008

    • Author(s)
      K. Hono, B. Srinivasarao, T. T. Sasaski, K. Oh-ishi
    • Organizer
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Grain Boundary of SPD Material-TEM and MD Structures2008

    • Author(s)
      H. Nakashima, T. Isobe, S. Hata, K. Ikeda, T. Shimokawa
    • Organizer
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Microstructure and hardness of Al-transition metal cast alloys processed by HPT2008

    • Author(s)
      K. Oh-ishi, K. Hono, Z. Horita
    • Organizer
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Electron Microscopy Observation of Pure Copper Deformed by High Pressure Torsion2008

    • Author(s)
      T. Isobe, M. Mitsuhara, K. Iked a, S. Hata, H. Nakashima, Y. Todaka, M. Umemoto
    • Organizer
      International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      20081121-24
  • [Presentation] Microscopic Analysis of Fatigue Behavior in Ultrafine-Grained Copper by EBSD-AFM Hybrid Method2008

    • Author(s)
      Yuka KOJIMA, Hidehiko KIMURA, Yoshiaki AKINIWA and Keisuke TANAKA
    • Organizer
      First Japan-China Joint Symposium on Fatigue of Engineering Materials and Structures
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20081119-21
  • [Presentation] HPT加工したAl-遷移金属2元系合金の組織と硬度の変化2008

    • Author(s)
      大石敬一郎, 宝野和博, Hyoung Seop Kim, 堀田善治
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20080925-25
  • [Presentation] 超強加工した純アルミニウムの等時・等温焼鈍における回復挙動2008

    • Author(s)
      竹本勇介, 沼倉宏, 寺田大将, 辻伸泰
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20080923-25
  • [Presentation] Microstructure and mechanical properties of Al-Zr nanocomposite produced by mechanical alloying and spark plasma sintering2008

    • Author(s)
      B. Srinivasarao, K. Hono
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20080923-25
  • [Presentation] HPT加工を施した純銅の微細組織のTEM/STEM観察2008

    • Author(s)
      磯部知昭、池田賢一、波多聰、中島英治、戸高義一、梅本実
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20080923-25
  • [Presentation] HPT法による添加量の異なるAl-Mg合金の作製とその解析2008

    • Author(s)
      秦哲郎、金子賢治、堀田善治
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      20080923-25
  • [Presentation] Microstructure and mechanical properties of Fe-C alloy produced by mechanical alloying and spark plasma sintering2008

    • Author(s)
      B. Srinivasarao, K. Oh-ishi, and K. Hono
    • Organizer
      The 13^<th> International Conference on Rapidly Quenched & Metastabls Materials (RQ 13)
    • Place of Presentation
      Dresden, Germany
    • Year and Date
      20080824-29
  • [Presentation] Grain Boundary Structures of ARB Processed Aluminum2008

    • Author(s)
      S. Ii, M. Hishida, N. Takata, K. Ikeda, H. Nakashima, N. Tsuji
    • Organizer
      The 4 th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation, (NanoSPD 4)
    • Place of Presentation
      Goslar, Germany
    • Year and Date
      20080818-21
  • [Presentation] Effect of Residual Stresses on Fatigue Strength of Sever Surface Deformed Steels by Shot Peening, International Conference on Residual Stresses2008

    • Author(s)
      Y. Akiniwa, H. Kimura
    • Organizer
      International Conference on. Residual Stresses
    • Place of Presentation
      Denver, USA
    • Year and Date
      20080804-08
  • [Presentation] EBSD・AFM法による超細粒ECAP銅のナノスケール強度評価2008

    • Author(s)
      小島由梨, 木村英彦, 秋庭義明, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会2008年度年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20080803-07
  • [Presentation] ショットピーニング表面強加工材の残留応力と疲労強度評価2008

    • Author(s)
      佐々木健雄, 秋庭義明, 木村英彦,丸小慶介, 巨陽
    • Organizer
      日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080610-11
  • [Presentation] 繊維配向したTiN硬質薄膜における残留応力と強度評価2008

    • Author(s)
      渡邊拓也, 秋庭義明, 木村英彦, 巨陽
    • Organizer
      日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080610-11
  • [Presentation] 繰返し負荷を受ける超細粒ECAP銅の損傷解析2008

    • Author(s)
      小島由梨, 木村英彦, 秋庭義明, 巨陽
    • Organizer
      日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080610-11
  • [Presentation] 形状記憶合金TiNiのき裂先端応力特異場におけるマルテンサイト変態挙動の計測2008

    • Author(s)
      木村英彦, 秋庭義明, 巨陽, 藤井丈史, 福岡慶一
    • Organizer
      日本材料学会第43回X線材料強度に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20080610-11
  • [Presentation] 超細粒ECAP銅の疲労過程における微視組織変化のEBSD解析2008

    • Author(s)
      小島由梨, 木村英彦, 秋庭義明, 巨陽
    • Organizer
      日本材料学会第57期学術講演会講演会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      20080523-25
  • [Presentation] スパッタ銅薄膜内部の残留応力分布評価2008

    • Author(s)
      秋庭義明, 木村英彦, 坂上卓
    • Organizer
      日本材料学会第57期学術講演会講演会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      20080523-25
  • [Presentation] X線法による銅薄膜の変形挙動の解析2008

    • Author(s)
      秋庭義明(名大), 木村英彦, 鈴木剛
    • Organizer
      日本材料学会第57期学術講演会講演会
    • Place of Presentation
      鹿児島
    • Year and Date
      20080523-25
  • [Presentation] HPT法によるAl-Mg過飽和固溶体の作製とその解析2008

    • Author(s)
      秦哲朗、金子賢治、徳永智春、堀田善治
    • Organizer
      日本顕微鏡学会・分析電子顕微鏡討論会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2008-09-03
  • [Presentation] HPT加工を施した純銅の微細組織観察2008

    • Author(s)
      磯部知昭、池田賢一、波多聰、中島英治、戸高義一、梅本実
    • Organizer
      日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部平成20年度合同学術講演
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2008-06-07

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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