2020 Fiscal Year Research-status Report
陽電子寿命スペクトルの超高精度ΔT0計測システムを用いた金属疲労の研究
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20K12506
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
山脇 正人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (30526471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 慶規 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (90357012)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 陽電子寿命 / ΔT0法 / 金属疲労 / 短時間測定 / アンチコインシデンス法 / デュアルアクイジション法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陽電子寿命測定による金属や半導体中の欠陥測定では、欠陥濃度がおよそ100 ppm以上で陽電子寿命が平衡状態に達してしまうことから、高欠陥濃度の評価に課題があった。そこで陽電子寿命スペクトルのフィッティンッグ解析の際に得られる寿命スペクトルの時間軸の起点(T0)のシフト(ΔT0)を用いて、高濃度の欠陥状態を簡便に評価する方法(ΔT0法)の開発を進めた。ΔT0法ではT0を高精度に測定する必要があるが、我々のこれまでの研究で開発したアンチコインシデンス法とデュアルアクイジション法を用いればT0を高精度に測定することができ、ΔT0法を実現することができる。
本年度は、アンチコインシデンス法及びデュアルアクイジション法を一体化させたΔT0の超高精度評価システムを開発し、ショットピーニングしたステンレス鋼に対する陽電子寿命の予備データを取得した。現在、論文投稿に向けてデータの蓄積と解析を進めている。
また、陽電子寿命スペクトルのT0は陽電子寿命の推定精度に大きく影響するパラメータであることから、ΔT0法を活用することにより陽電子寿命や欠陥濃度の推定精度を高めることができ、結果的に少ないデータ数での測定(短時間測定)が可能となることが、研究の過程で見いだされた。高欠陥濃度の評価には多くのデータ数が必要となることから、ΔT0法で短時間に評価する情報を抽出することは非常に有効である。そこで、今後の研究の展開に関する計画については、高欠陥濃度の評価技術の開発に加え、短時間測定技術の開発も並行して進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ΔT0の超高精度評価を実現するためのデュアルアクイジション法について取りまとめた成果の誌上発表を行った。また、ショットピーニングしたステンレス鋼に対する陽電子寿命の予備データを取得し、論文投稿に向けてデータの蓄積と解析を進めている。
さらに、陽電子寿命とΔT0を2次元プロットすることにより、短時間測定に有効な相関性が得られることが、研究の過程で見いだされた。その効果をシミュレーション評価した成果として誌上発表を行った。高欠陥濃度の評価技術の開発に加え、短時間測定技術の開発も並行して進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
陽電子寿命スペクトルの超高精度ΔT0計測システム(ΔT0法)を用いたステンレス鋼の金属疲労研究を行う。次に、純鉄や鉄鋼やショットピーニング処理したステンレス鋼等の研究へと展開し、疲労限界に近い領域(N/Nf > 0.5)でΔT0法による欠陥分析が種々の材料で有効であることを実証する。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、予定していた学会等が中止やオンライン開催となったため。
使用計画は、論文掲載料などの成果の公開のための費用に活用する。
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