2014 Fiscal Year Annual Research Report
“単結晶育成を必要としない単結晶弾性率の決定方法”の構築と生体用金属材料への応用
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26709053
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
多根 正和 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80379099)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 弾性率 / 粗視化理論 / 単結晶 / 結晶配向性 / 集合組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単結晶が立方晶系の弾性対称性を有する材料に対して、単結晶育成を必要とせずに単結晶弾性率を決定する方法に対する理論構築を行った。具体的には、巨視的に六方晶の弾性対称性を有する多結晶体の巨視的な弾性率および多結晶体内の結晶配向性の情報から、Voigt近似およびReuss近似を用いて単結晶弾性率を決定するための理論を構築した。構築した理論によりVoigt近似およびReuss近似によって得られる単結晶の値から、Hill近似に基づいて単結晶弾性率を決定することが可能である。これにより、立方晶系材料においてもInverse Voigt-Reuss-Hill近似に基づいて、多結晶体の弾性率から単結晶弾性率を決定することが可能となった。構築した手法の有効性を検証するため、鋳型鋳造法により結晶配向性を有する純Cuの多結晶体を作製し、その巨視的な弾性率を測定した。また、X線極点図により、結晶配向性を調べた。巨視的弾性率および結晶配向性の情報から、Inverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて単結晶弾性率を算出した結果、高精度で単結晶弾性率を決定可能であることが明らかとなり、立方晶系材料に対して有効なInverse Voigt-Reuss-Hill近似を構築することができた。また、単結晶が六方晶系の単結晶弾性対称性を有する多結晶材料に対しても、結晶配向性を考慮したInverse Voigt-Reuss-Hill近似に対する汎用的な理論を新たに考案した。構築した理論を押出加工によって作製した純Mgに適用することにより、高精度で単結晶弾性率を決定可能であることを明かにした。
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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
当初の計画通り、単結晶育成を必要とせずに立方晶系の弾性対称性を有する単結晶の弾性率を決定可能なInverse Voigt-Reuss-Hill近似の構築に成功した。また、六方晶系の弾性対称性を有する単結晶に対しても、結晶配向性を考慮したInverse Voigt-Reuss-Hill近似に対する汎用的な理論の構築に成功した。また、構築した理論に対する有効性の検証も順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
様々な結晶配向性を有する純銅および純Mgの多結晶体に対して、新たに考案したInverse Voigt-Reuss-Hill近似を適用することで、構築した理論の更なる精度検証を実施する。また、生体用Ti合金に対して集合組織を有する多結晶体を作製し、構築した理論を適用することで単結晶弾性率を求める。また、生体用Ti合金の単結晶を光学式浮遊帯域溶融法により作製し、その単結晶弾性率を測定する。直接的に測定した値とInverse Voigt-Reuss-Hill近似により得られた値を比較することで、理論の精度を検証する。また、Inverse Voigt-Reuss-Hill近似よりも単結晶弾性率の決定精度の高い新たな理論の構築に対しても検討を行う。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度請求額とあわせて、研究をより効率的に進めるために必要な高精度な結晶配向性評価装置の購入費として使用する。これにより、計画している研究の遂行をより効率的に進める。
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