2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21246106
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
友田 陽 Ibaraki University, 理工学研究科, 教授 (90007782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沼 正人 (独)物質材料研究機構, 量子ビームセンター, 主幹研究員 (90354208)
石垣 徹 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 教授 (00221755)
ステファヌス ハルヨ (独)日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究員 (40391263)
鈴木 淳市 (独)日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主幹 (40354899)
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| Keywords | 中性子回折 / 中性子小角散乱 / 相変態 / 組織制御 / 鉄鋼材料 / その場測定 / 時分割測定 / ベイナイト |
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| Research Abstract |
金属材料の熱処理中における相変態等を利用した組織制御プロセス中に中性子回折(広角)と小角散乱を同時にその場時分割測定するという世界初の試みを進めている。結晶構造変化や内部応力、転位密度などを広角回折により追跡し、一方で新しい生成相の粒形状とサイズ分布を小角散乱で測定して組織形成過程を明らかにすることが目的である。研究内容は新しい専用装置の開発と既存装置による基盤実験の遂行からなる。前者では、J-PARCのiMATERIA(装置責任者:石垣徹)に取り付けられる専用の熱膨張測定装置を設計し製作した。この装置を使った実験を来年度から始める。一方、既存の装置を用いた基盤研究では、JRR3の残留応力測定装置RESAおよびJ-PARCの匠(装置科学者:ステファヌスハルヨ)で別の熱膨張計を使って、高炭素鋼のベイナイト変態の熱膨張測定とその場中性子回折実験を行った。さらに、実験時点では世界最高ビーム強度が使える英国ISISのENGIK-Xを使って、相変態のその場回折実験を行った。これらの結果を解析し、相変態の進行のみでなく、集合組織や炭素分配挙動に関するデータが従来の試料長さ変化に加えてバルク平均として得られることを実証した。さらに、小角散乱も加えるべく、JRR3のSANS-J2に専用の熱膨張測定装置を他の予算で別途導入して、同じベイナイト変態を小角散乱実験から追った。新相として生成するベイナイトの粒サイズ等が連続的に同定できることを示した。これらの基盤実験によって、J-PARCのiMATERIAを用いて、広角・小角の同時測定を行うことの意義を示した。
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