2020 Fiscal Year Research-status Report
荷電粒子ビームを用いた金属合金中のナノ構造体生成と強度、電気伝導度制御
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20K12482
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
岩瀬 彰宏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (60343919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀 史説 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20275291)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アルミ合金 / イオン照射 / 強度改質 / 電気伝導度改質 / 電子線照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アーク溶解法で作成したAlー２％Cu, Al-4％Cu２元合金と、既存のAl基実用合金であるジュラルミンを用いて、高エネルギー重イオン照射を行った。照射時の試料温度は、大半が室温であったが、一部の試料に関しては、液体窒素を用いて１６０Kに試料を冷却して照射を行った。照射前後の評価はX線回折、放射光分光（広域X線吸収微細構造測定、EXAFS）を用いて行った。イオン照射では、試料表面付近のみに照射効果が現れるため、圧子の押し込み深さを極力小さくしたマイクロビッカース硬度計を用いて硬度変化の評価を行った。希薄合金の結果と比較するために、Al原子を１０％含む高濃度合金ZrCuAlについても同様の照射実験および照射効果を陽電子消滅法、X線回折、硬度測定により評価した。
得られた実験結果は以下の通りである。室温照射におけるAl2元合金とジュラルミンの硬度変化は照射により大きく増加した。これに対して、１６０Kに試料温度を保って照射した場合、照射による硬度変化はほとんど見出されなかった。１６０Kにおいては、原子空孔の熱拡散はほとんど起こらないと考えられる。従って、本実験結果は、イオン照射によるAl希薄合金の硬度増加には、原子空孔の熱拡散が大きく関与していることを示している。
一方、Alを１０％含む高濃度合金ZrCuAlにおいては、イオン照射により硬度が減少するという結果が得られた。これはAl希薄合金の場合と逆であり、その違いが何に起因するか、今後明らかにしていく。
放射光によるEXAFS測定の結果も一部得られているが、照射により複雑な変化が示された。これについても、今後考察を深めていく。
なお、上記の結果と以前に得られた結果をまとめて、物理学会や、そのサテライト研究会で招待講演を行った。Al高濃度合金の結果も、学会発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
covid-19の影響で、現所在地の敦賀から大阪府内（大阪府大）への研究打ち合わせや各種実験のための出張や、学外の実験施設への出張がかなり制限されたこともあり、令和2年度に予定していた「Al合金のイオン照射効果研究」のすべてを遂行することはできなかった。また、当該研究分野の国際動向調査などのために計画していた国際学会参加も、covid-19により令和3年度以降に延期されたため、参加ができなかった。そのため、令和２年度に計画していた研究計画遂行に、やや遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度は、前年度に遂行できていないイオン照射実験の続きを行うとともに、当初予定していた高エネルギー電子線照射実験にも取り組む予定である。令和3年度も引き続きcovid19の影響が研究遂行に及ぶことは避けられないと考えられるが、できるだけ効率的な実験計画をたて、出張などの制限が生じても対応できるようにしていく。
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| Causes of Carryover |
Covid-19による感染予防対策のため、大阪府大における研究打ち合わせや各種実験、学外における照射実験や学外での照射効果測定実験が制限されたため、当初予定していた研究の１部が遂行できなかった。さらに、予定していた国際学会が次年度以降に延期されたため参加ができなかった。そのため、次年度使用額が生じた。令和３年度は、次年度使用額を、令和２年度に計画されていて予定通り遂行できていない「Al合金のイオン照射研究」の消耗品、旅費等に充てるとともに、次年度助成金は、研究計画にある「Al合金の電子線照射効果研究」を遂行するための消耗品、旅費などに使用する予定である。
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