2014 Fiscal Year Annual Research Report
ミュオンスピン緩和を利用した原子空孔挙動の工業的評価法の開発
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25289260
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
西村 克彦 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (70218189)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 健二 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (00209553)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 金属生産工学 / アルミニウム合金 / 原子空孔 / ミュオン / スピン緩和 / クラスター / 「国際情報交換」ノルウェイ / 「国際情報交換」連合王国 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミュー中間子（ミュオン）スピン緩和の研究手法を応用することにより、6000系アルミニウム合金中の原子空孔（V)、およびMg-Si-Vクラスターの密度とその挙動を解明して、本装置を工業的に利用可能な実体サンプルでのクラスター分布の定量化装置として顕在化するために基礎研究を構築する。この研究では、人工時効処理中にリアルタイムでミュオン緩和測定を行い、溶体化処理直後から原子空孔およびMg-Si-Vクラスターの密度とその挙動を観測する。そのために、溶体化処理直後から測定を開始できる試料ホルダーを整備し、性能試験および研究データの収集を行う。もって、非破壊での原子レベルの空孔挙動の評価方法として重要な情報を提供する。研究試料としての自動車用Al-Mg-Si合金に、安定した機械的性質を付与できる製造プロセスの確立に役立ち、他の工業用材料への適用も期待でき、産業界に大きなインパクトをもたらす。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は、試料ホルダーの設計と試作を行い、RIKEN-RALミュオン支所（ラザフォード・アップルトン研究所、連合王国）で試料ホルダーを装着し、真空フランジの寸法確認を行った。その結果、設計図に修正が必要なことが判明し、設計変更を行っている。また、これまでの研究成果から、溶質元素のMg、Siの濃度比率と熱処理温度が、ミュオンスピン緩和に大きく影響し、ミュオンがMg-Si-Vクラスターと相互作用していることがわかった。これらの研究成果は、学術論文や国際会議で公表している。
平成26年度は、ラザフォード・アップルトン研究所の加速器の整備点検のため、ミュオン実験が行われなかった。平成27年度は、RIKEN-RALミュオン施設の課題申請が採択され、計画研究を遂行する。試料ホルダー、温度制御装置及びそれらの制御プログラムを整備し研究を行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミュオンビームライン近傍に加熱装置を配置し、溶体化処理直後直ちに試料をホルダーにセットし、ミュオンスピン緩和の等温時間変化を測定する。人工時効中に、リアルタイムでスピン緩和測定を行うことで、Mg-Si-Vクラスター密度の動的挙動を解明する。測定温度は、実際の製造プロセスで可能な０℃から150℃とする。観測したミュオンスピン緩和スペクトルから、モンテカルロシミュレーションにより、ミュオン緩和率、捕獲率、再拡散率を導出する。これらの情報をもとに、電子密度計算により、原子空孔密度やクラスター構造モデルを検討する。
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| Causes of Carryover |
平成26年度は、ラザフォード・アップルトン研究所の加速器の整備点検のため、RIKEN-RALミュオン施設での実験が行われなかった。そこで、試料ホルダーの設計と試作を行い、RIKEN-RALミュオン施設で試料ホルダーを装着し、真空フランジの寸法確認を行った。その結果、設計図に修正が必要なことが判明し、設計変更を行った。設計が確定したので、最適な付属装置を選定して整備を進めている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度は、RIKEN-RALミュオン施設の課題申請が採択され、計画研究を遂行する。試料ホルダー、温度制御装置及びそれらの制御プログラムを整備し研究を行う。つまり、ミュオンビームライン近傍に加熱装置を配置し、溶体化処理直後直ちに試料をホルダーにセットし、ミュオンスピン緩和の等温時間変化を測定する。
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[Journal Article] muSR study of Al-0.67%Mg-0.77%Si alloys2014
Author(s)
K Nishimura, K Matsuda, R Komaki, N Nunomura, S Wenner, R Holmestad, T Matsuzaki, I Watanabe, F L Pratt and C D Marioara
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Journal Title
Journal of Physics
Volume: 551
Pages: 012031-1-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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