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2015 Fiscal Year Research-status Report

X線回折援用粒界追跡法による3D/4D結晶方位マッピング手法開発

Research Project

Project/Area Number 26420723
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

小林 正和  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20378243)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords結晶方位 / 放射光 / 3D / 非破壊 / アルミニウム合金
Outline of Annual Research Achievements

SPring-8実験において,得られる回折点データは数千枚の画像データで,大量である。しかしながら,1枚の画像に写っている回折点の数は,それほど多くない。その回折点データを画像処理して回折点の座標を取り出し,逆格子空間での散乱ベクトルに変換,試料内空間を格子状のマッピング位置で分割し,その格子点一つ一つの結晶方位として,逆格子空間内で最も適合する散乱ベクトルの組合せを探索する一連のプログラム群の作成を進めた。結晶粒の方位探索には,ランダム探索,遺伝的アルゴリズム,粒子群最適化アルゴリズム,反復法を適用できるものとした。多結晶材料のX線回折シミュレーションは完成させた。シミュレーションでの回折画像生成は数日の時間を要する。そのX線回折シミュレーションにより生成した回折画像データを方位解析プログラムで順次解析することで,方位解析エラー,方位の高角度精度を評価した。方位の高角度精度を上げるために,離れた位置での回折データの必要性が明らかになり,その解決策として複数の検出器の導入がよいと結論付けた。1回目の実験での画像データの解析は,開発プログラムを使い手順を追って別途進めている。X線回折実験の画像取得時の回転角度ステップを細かくすることで,高いひずみ量で解析実行が可能性を検討している。なお,解析時間が長い問題点があり,何らかの高速化の検討が必要であるが,現在のところ,一連の解析流れが確立した後に手を加える予定としている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究計画であった以下の事項について,概ね予定通り進んでいる。
・2回目のSPring-8放射光実験。
・3D結晶方位マッピング解析の実施。(アルゴリズムを幾つか変えて)
・結晶方位探索アルゴリズムの評価。

Strategy for Future Research Activity

次年度は,計画に従って以下を推し進める。
・追加のSPring-8放射光実験。
・3D結晶方位マッピングソフトウエアの完成。(研究後に容易に利用できるものとする)
・3D結晶方位マッピングにより,変形によるミクロ組織の4D変化をデモンストレーション。

  • Research Products

    (20 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Diffraction-amalgamated grain boundary tracking for mapping 3D crystallographic orientatiion and strain fields during plastic deformation2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Toda, Takanobu Kamiko, Yasuto Tanabe, Masakazu Kobayashi, D.J. Leclere, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Kyosuke Hirayama
    • Journal Title

      Acta materialia

      Volume: 107 Pages: 310-324

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2016.01.072

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Identification of material properties using nanoindentation and surrogate modeling2016

    • Author(s)
      Han Li, Leonardo Gutierrez, Hiroyuki Toda, Osamu Kuwazuru, Wenli Liu, Yoshihiko Hangai, Masakazu Kobayashi, Rafael Batres
    • Journal Title

      International Journal of Solids and Structures

      Volume: 81 Pages: 151-159

    • DOI

      10.1016/j.ijsolstr.2015.11.022

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Application of Diffraction-Amalgamated Grain Boundary Tracking to Fatigue Crack Propagation Behavior in High Strength Aluminum Alloy2015

    • Author(s)
      Hui Li, Hiroyuki Toda, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki, Masakazu Kobayashi
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 56 Pages: 424-428

    • DOI

      http://doi.org/10.2320/matertrans.M2014340

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of vertically aligned ZnO-nanowires scintillators for high spatial resolution X-ray imaging2015

    • Author(s)
      Masakazu Kobayashi, Jun Komori, Kaiji Shimidzu, Masanobu Izaki, Kentaro Uesugi, Akihisa Takeuchi, Yoshio Suzuki
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 106 Pages: 081909

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4913867

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Non-destructive and three-dimensional measurement of local strain development during tensile deformation in an aluminium alloy2015

    • Author(s)
      M Kobayashi, H Miura and H Toda
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering

      Volume: 89 Pages: 012030

    • DOI

      10.1088/1757-899X/89/1/012030

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] SYNCHROTRON RADIATION MICRO AND NANO TOMOGRAPHY FOR MATERIAL SCIENCE2016

    • Author(s)
      Masakazu Kobayashi, Hiromi Miura, Tomoya Aob
    • Organizer
      International Conference of Global Network for Innovative Technology 2016(IGNITE2016)
    • Place of Presentation
      Penang, Malaysia
    • Year and Date
      2016-01-27 – 2016-01-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 企業における非破壊検査の現状と課題および放射光を利用した非破壊材料評価技術の現状と課題2015

    • Author(s)
      小林正和
    • Organizer
      日本材料学会第52回X線材料強度に関する討論会
    • Place of Presentation
      岡山国際交流センター(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-12-04 – 2015-12-04
    • Invited
  • [Presentation] 放射光を使った高分解能X線CTによる材料評価とそのアルミニウム鋳物合金への応用2015

    • Author(s)
      小林正和
    • Organizer
      日本鋳造工学会東海支部三重地区「技術講演会」
    • Place of Presentation
      桑名市中央公民館(三重県桑名市)
    • Year and Date
      2015-11-27 – 2015-11-27
    • Invited
  • [Presentation] 結晶塑性イメージベースシミュレーションによるアルミニウム合金の局所変形評価2015

    • Author(s)
      河野亜耶,小林正和,三浦博己,戸田裕之
    • Organizer
      軽金属学会第129回秋期大会
    • Place of Presentation
      日本大学生産工学部 津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [Presentation] Al-7%Si合金鋳物のミクロ組織と機械的性質2015

    • Author(s)
      古田将吾,西野康平,豊田充潤,小林正和,三浦博己
    • Organizer
      軽金属学会第129回秋期大会
    • Place of Presentation
      日本大学生産工学部 津田沼キャンパス(千葉県習志野市)
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [Presentation] Image-base Modeling of Grain Structure in Aluminum Alloy Based on X-ray Microtomograhy2015

    • Author(s)
      M. Kobayashi, T. Matsuyama, H. Toda, H. Miura
    • Organizer
      International Counference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015(ATEM’15)
    • Place of Presentation
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI, JAPAN
    • Year and Date
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Plastic Deformation Behavior of Aluminum Alloy Inverstigated Means of Diffraction-Amalgamated Grain-Boundary Tracking (DAGT) Technique2015

    • Author(s)
      K. Hirayama, H. Toda, Y. Tanabe, T. Shimoji, K. Tanaka, M. Kobayashi, K. Uesugi, A. Takeuchi
    • Organizer
      International Counference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015(ATEM’15)
    • Place of Presentation
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI, JAPAN
    • Year and Date
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D Image-based Micromechanical Analysis of Cast Aluminum Alloy under Cyclic Loading2015

    • Author(s)
      O. Kuwazuru, M. Teranishi, K. Matsunura, M. Kobayashi, H. Toda
    • Organizer
      International Counference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015(ATEM’15)
    • Place of Presentation
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI, JAPAN
    • Year and Date
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 4D Observation of Fatigue Cracking in Cast Aluminum Alloy using Synchrotron Radiation CT2015

    • Author(s)
      K. Matsumura, R. Mizutani, O. Kuwazuru, M. Kobayashi, H. Toda
    • Organizer
      International Counference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015(ATEM’15)
    • Place of Presentation
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI, JAPAN
    • Year and Date
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Geometrical Evaluation od Silicon Particles in Cast Aluminum Alloy and Its Effect of Fatigue Fracture2015

    • Author(s)
      S. Gennai, O. Kuwazuru, M. Kobayashi, H. Toda
    • Organizer
      International Counference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015(ATEM’15)
    • Place of Presentation
      LOISIR HOTEL TOYOHASHI, JAPAN
    • Year and Date
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 7075 アルミニウム合金の疲労き裂閉口挙動の三次元解析2015

    • Author(s)
      小林 正和, 川上 隆之, 戸田 裕之, 三浦 博己
    • Organizer
      日本金属学会秋期講演大会(第157回)
    • Place of Presentation
      九州大学 伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [Presentation] Non-destructive and three-dimensional measurement of local strain development during tensile deformation in an aluminiumm alloy2015

    • Author(s)
      M. Kobayashi, H. Miura and H. Toda
    • Organizer
      36th Risoe International Symposium on Material Science
    • Place of Presentation
      Roskilde, Denmark
    • Year and Date
      2015-09-07 – 2015-09-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Three-dimensional local plastic strain mapping by using synchrotron radiation micro-tomography2015

    • Author(s)
      Masakazu Kobayashi, Kentaro Uesugi, Hiroyuki Toda, Hiromi Miura
    • Organizer
      54th Annual Conference of Metallurgists(COM2015)
    • Place of Presentation
      Tronto, Canada
    • Year and Date
      2015-08-23 – 2015-08-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 7075アルミニウム合金における水素脆化変形挙動の3D/4D解析2015

    • Author(s)
      小林正和,星野弘樹,戸田裕之,三浦博己
    • Organizer
      軽金属学会128回春期大会
    • Place of Presentation
      東北大学青葉山キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-05-15 – 2015-05-17
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.tut.ac.jp/university/faculty/me/81.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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