2015 Fiscal Year Annual Research Report
濃化層におけるクラスター構造を反映したＬＰＳＯ相の弾性率および熱膨張の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Materials Science of synchronized LPSO structure -Innovative Development of Next-Generation Lightweight Structural Materials- |
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| Project/Area Number |
26109713
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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 – 2016-03-31
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| Keywords | 弾性率 / LPSO相 / 単結晶 / Mg合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ブリッジマン法を用いた一方向凝固法により作製された10H-LPSO構造を有するMg75Zn10Y15合金(仕込み組成)・多結晶の弾性特性を室温から約10 Kの温度域に対して、測定した。測定には、超音波共鳴法に電磁超音波共鳴法を組み合わせた手法を用いた。また、10H-LPSO構造を有するMg75Zn10Y15合金・多結晶に熱処理を施すことで、18R-LPSO構造を有するMg75Zn10Y15合金・多結晶を作製し、室温から約10 Kの温度域に対して、その弾性特性を測定した。また、10H-および18R-LPSO構造を有する多結晶の弾性特性の温度依存性をinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて解析することで、10H-および18R-LPSO相・単結晶の弾性率の温度依存性を明らかにした。第一原理計算を用いて、LPSO相内に形成される様々な種類および密度の短範囲規則クラスターを仮定して、その弾性特性を計算した。実験により得られた10H-および18R-LPSO相の弾性特性と第一原理計算の値を比較した結果、LPSO相の弾性率は、単位体積当りのクラスターの形成エネルギーの低下に伴って増加し、単位体積当りのクラスターの形成エネルギーが弾性率の支配因子であることが明らかとなった。また、LPSO構造の積層面間の結合に関する弾性率はクラスターの形成エネルギーに敏感であるのに対し、積層面内の結合に関する弾性率はクラスターの形成エネルギーに鈍感であることが明らかとなった。加えて、18R-LPSO相ほぼ単相のMg85Zn6Y9合金の一方向凝固・多結晶体の熱膨張特性を室温から10 K付近までの温度域に対して測定した。結晶配向性を考慮して、一方向凝固・多結晶の熱膨張特性を解析することにより、18R-LPSO相・単結晶の熱膨張特性を明らかにした。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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