2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of dynamic analysis method for the cluster formation behavior by using dislocations
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19K22036
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
池田 賢一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20335996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 健 大同大学, 工学部, 教授 (60373586)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | クラスタ形成 / 転位 / 力学応答 / クリープ変形 / 析出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルミニウム合金や炭素鋼などの固溶体合金は、過飽和固溶状態から低温で時効を施すことによりクラスタと呼ばれる合金元素の集合体が形成され、材料の強
度上昇を引き起こすことが知られている。クラスタの存在を確かめる手法は三次元アトムプローブ等、種々存在するが、いずれも破壊解析であり、クラスタの核生成から成長までの経時変化については解明されておらず、解析手法も確立されていないのが現状である。
そこで本研究では、時効生成物により力学応答が異なることを利用して、材料の塑性変形を担う線状欠陥である「転位」をクラスタ形成の検出プローブとして
用いる動的解析手法を確立することを目的としている。
2020年度の研究実績を以下に示す。研究代表者の研究チームは、2019年度に検討・設計を実施した小型クリープ試験を作製した。設計段階では、温度保持をスターラーを用いて実施することを検討していたが、予想よりも温度保持が困難であったことから、ヒーターを用いて実施することになり、そのように設計を変更して作製した。また、対象合金として決定したAl-Mg-Si系合金について予備試験を実施し、変形が生じることを確認できたが、更なる条件設定が必要であることがわかった。また、研究分担者の研究チームは、2019年度から実施してきた電気抵抗率測定を確立し、時効条件の異なる試料によってその抵抗率が大きく変化することがわかった。その抵抗率は、引張延性との対応関係があることが示唆されたが、透過電子顕微鏡観察等による微細組織観察から詳細な検討を進める必要があることがわかった。
以上の結果より、研究実施期間を延長することにより、本研究の目的達成へ近づくと考え、2021年度の延長申請を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2020年度は、研究代表者と研究分担者のそれぞれの研究チームで目的達成のために研究を実施してきた。研究代表者チームでは、小型クリープ試験機の作製を行ったが、温度管理方法の変更などがあり、若干のスケジュールの遅延があった。また、条件設定に時間がかかったことにより、当初の予定よりもやや遅れてしまった。研究分担者の研究チームでは、予定通りに進められたが、研究全体としては、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、研究期間最終年度として、本研究の目的である転位をクラスタや析出物形成の検出プローブとして用いた動的解析手法の確立を目指す。研究代表者チームでは、開発した小型クリープ試験機を用いたデータの蓄積を進め、種々の条件によって、クラスタ・析出物の形成挙動を明らかにすることを進めていく。また、研究分担者チームでは、電気抵抗率の違いが現れた試料についての、さらなるデータの蓄積、および透過電子顕微鏡等を用いた微細組織観察を進める。
これらの研究結果をもとに、転位を検出プローブとしたクラスタや析出物形成過程を評価し、クラスタ・析出物形成機構の解明に繋げる。
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| Causes of Carryover |
2021年度は、研究代表者チームは小型クリープ試験によるデータの蓄積を進めるため、試験片作製用の切断・研磨用消耗品として使用する。また、成果を関連学会の講演大会で公表するために参加費としても使用する予定である。
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