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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Establishment of analytical method utilizing cathodoluminescence phenomenon

Research Project

Project/Area Number 26709056
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

今宿 晋  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40606620)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsカソードルミネッセンス / 介在物 / 鉄鋼材料 / 凝集合体
Outline of Annual Research Achievements

昨年度は、試薬のアルミナ(Al2O3)やシリカ(SiO2)などの介在物粒子を鉄粉に埋め込んだ試料を用いて、走査型電子顕微鏡を用いたカソードルミネッセンス法(SEM-CL法)によってこれらの粒子を検出する方法を確立できた。本年度は、模擬的に脱酸処理を行った実試料に近い鉄鋼材料中の介在物の種類をSEM-CL法によって、識別する方法の確立を目指した。
本研究では、アルミニウム-マグネシウム複合脱酸の模擬的な試料を作製して、生成した介在物をSEM-CL法で分析できるかについて調査した。試料のCL像を撮影したところ、緑色に発光する粒子と青色~紫色に発光する粒子が存在し、エネルギー分散型X線検出器(EDX)による元素分析の結果、緑色に発光する粒子がMgAl2O4スピネル、青色~紫色に発光する粒子がアルミナであることがわかった。以上のように、CL像の発光色によってアルミニウム-マグネシウム複合脱酸で生じた2種類の介在物粒子を識別できることがわかった。また、試料中には、Al2O3とMgAl2O4スピネルが凝集した粒子存在しており、CL像からこの凝集体中のAl2O3とMgAl2O4スピネルの部分を識別することができた。
EDXによる元素マッピングでは凝集体中のアルミナとMgAl2O4スピネルを識別できなかったので、SEM-CL法は凝集体中の個別の介在物粒子の識別に関して有効な方法であることがわかった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Rapid phase mapping in heat-treated powder mixture of alumina and magnesia utilizing cathodoluminescence2017

    • Author(s)
      Susumu Imashuku, Koichiro Ono and Kazuaki Wagatsuma
    • Journal Title

      X-ray Spectrometry

      Volume: 46 Pages: 131-135

    • DOI

      10.1002/xrs.2739

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Portable pyroelectric electron probe microanalyzer with a spot size of 40 um2017

    • Author(s)
      Susumu Imashuku and Kazuaki Wagatsuma
    • Journal Title

      Review of Scientific Instruments

      Volume: 88 Pages: 023117

    • DOI

      10.1063/1.4976577

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Application of Portable Total-Reflection X-Ray Fluorescence Spectrometer to Analysis of Dysprosium in Neodymium-Iron Boron Magnet2016

    • Author(s)
      Susumu Imashuku, Jun Takahashi, Shinsuke Kunimura and Kazuaki Wagatsuma
    • Journal Title

      ISIJ International

      Volume: 56 Pages: 2224-2227

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2016-349

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 介在物のカソードルミネッセンススペクトルに対する微量元素の影響2017

    • Author(s)
      今宿 晋,小野 晃一朗,我妻 和明
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第173回春季講演大会
    • Place of Presentation
      首都大東京(東京都八王子市)
    • Year and Date
      2017-03-15 – 2017-03-17
  • [Presentation] カソードルミネッセンス法を用いた脱酸によって生成した介在物の迅速同定2016

    • Author(s)
      今宿 晋,小野 晃一朗,我妻 和明
    • Organizer
      第132回金属材料研究所 講演会
    • Place of Presentation
      東北大学 (宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-11-24 – 2016-11-25
  • [Presentation] Miniaturized analyzers utilizing pyroelectric crystal2016

    • Author(s)
      Susumu Imashuku
    • Organizer
      EMN meeting on vacuum electronics 2016
    • Place of Presentation
      Novotel hotel (Dubai, UAE)
    • Year and Date
      2016-11-14 – 2016-11-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] カソードルミネッセンス法を用いた複合酸化物の合成過程の観測2016

    • Author(s)
      今宿 晋,小野 晃一朗,我妻 和明
    • Organizer
      第52回X線分析討論会
    • Place of Presentation
      筑波大学(東京都)
    • Year and Date
      2016-10-26 – 2016-10-28
  • [Presentation] カソードルミネッセンス現象を利用した鉄鋼中の介在物分析2016

    • Author(s)
      今宿 晋,小野 晃一朗,我妻 和明
    • Organizer
      製鋼第19委員会製鋼計測化学研究会第68回会議
    • Place of Presentation
      京都大学 (京都市)
    • Year and Date
      2016-10-25 – 2016-10-25
  • [Presentation] カソードルミネッセンス法による凝集合体中の介在物の同定2016

    • Author(s)
      今宿 晋,小野 晃一朗,我妻 和明
    • Organizer
      日本鉄鋼協会第172回秋季講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学 (大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2016-09-21 – 2016-09-23
  • [Presentation] Identification of inclusions in steel after deoxidation process by cathodoluminescence method2016

    • Author(s)
      Koichiro Ono, Susumu Imashuku and Kazuaki Wagatsuma
    • Organizer
      The 18th International Conference & Exhibition on Analysis & Testing of Metallugical Process & Materials
    • Place of Presentation
      Beijing International Convention Center (Beijing, China)
    • Year and Date
      2016-09-20 – 2016-09-22
  • [Presentation] Elemental analysis of dysprosium in neodymium-iron-boron magnet using portable TXRF spectrometer2016

    • Author(s)
      Susumu Imashuku, Jun Takahashi, Shinsuke Kunimura and Kazuaki Wagatsuma
    • Organizer
      European Conference on X-Ray Spectrometry
    • Place of Presentation
      Conference Centre Wallenberg (Gothenburg, Sweden)
    • Year and Date
      2016-07-19 – 2016-07-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scanning electron microscope-cathodoluminescence (SEM-CL) analysis of inclusions in metals2016

    • Author(s)
      Susumu Imashuku, Koichiro Ono and Kazuaki Wagatsuma
    • Organizer
      European Conference on X-Ray Spectrometry
    • Place of Presentation
      Conference Centre Wallenberg (Gothenburg, Sweden)
    • Year and Date
      2016-07-19 – 2016-07-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Identification of Inclusions in Steel by Scanning Electron Microscope-Cathodoluminescence (SEM-CL) Analysis2016

    • Author(s)
      Susumu Imashuku, Koichiro Ono, Kazuaki Wagatsuma, Sun-joong Kim and Shinya Kitamura
    • Organizer
      Summit of Materials Science 2016
    • Place of Presentation
      Tohoku University (Sendai,Japan)
    • Year and Date
      2016-05-18 – 2016-05-20
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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