Unveiling microstructural evolution using multiscale neutron transmission imaging

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Oba Yojiro 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (60566793)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸高 義一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50345956) ; 篠原 武尚 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (90425629)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 中性子 / ミクロ組織

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed the multiscale neutron transmission imaging technique to clarify the evolution mechanism of the microstructures in steels. Simultaneous characterization of steel matrices and nanoscale copper precipitates was enabled by the improvement of neutron transmission spectrum analysis. The changes of the microstructures by processing and heat treatment were successfully observed using the new analysis technique. In addition, a newly introduced infrared furnace allowed in situ neutron experiments.

Free Research Field

中性子散乱、金属材料、磁性材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

鉄鋼材料の力学特性は、結晶粒、析出物、欠陥等によって構成されるミクロ組織によって大きく影響を受ける。しかしながら、ミクロ組織は、様々なスケールの構造が入り混じった複雑な構成を持つため、その精密な評価が課題であった。本研究は、マルチスケール中性子イメージング法を活用することにより、ミクロ組織の全貌を観察することを可能にした。これにより、ミクロ組織の形成メカニズムの解明が促進され、ミクロ組織の精密な制御に基づく高性能材料の開発へと波及することが期待される。