2015 Fiscal Year Annual Research Report
X線非弾性散乱実験によるLPSO相のダイナミクス
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 |
26109716
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
細川 伸也 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 教授 (30183601)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 弾性 / Mg合金 / ミクロ / 非弾性散乱 / LPSO / 不純物効果 / 温度効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
LPSO型Mgは、通常のMgと異なり、同期した長周期の積層欠陥、すなわち構造と不純物濃度の変調が同期した特異な構造を持ち、それがひずみに対してキンク・バンドを形成することにより優れた弾性的特性を示す。X線非弾性散乱（IXS）は、大型放射光施設を用いて初めて実現された物質中の原子ダイナミクス、例えばフォノンの励起エネルギーや寿命、伝搬速度などを正確に観測することが可能である実験手法である。本研究の目的は、IXSにより超高強度MgLPSO合金の弾性的性質を、原子レベルのミクロな視点より明らかにすることである。
本助成により、昨年度はIXS用真空チャンバーを設計、購入するとともに、別予算で購入した単結晶サファイア薄板X線窓と組み合わせて、小角でのIXS実験に本質的な、空気散乱によるバックグラウンドを抑えた実験手段を確立し、Mg85Zn6Y9 LPSO合金および純粋αーMgの多結晶の測定を室温で行った。
本年度には、それに加えて、不純物濃度の小さなMg97Zn1Y2 LPSO多結晶合金のIXS測定を室温および応用面で非常に重要な高温の450℃のIXSデータを、純粋αーMgの多結晶の450℃とともに取得した。その結果、縦波の分散関係は音速から予測できる分散とほぼ一致しているが、横波の分散はやや高エネルギーにあるため、ミクロなポアソン比はマクロな値と比較してかなり小さな値が得られ、LPSO合金に存在する不純物クラスターがひずみに対して非常に強固な形状依存性を示している。また、Mg85Zn6Y9 LPSO合金単結晶の測定を行い、通常の縦波、横波に加えて低励起エネルギーに分散のほとんどない局在モードを見出した。これも不純物クラスターが作る層状構造に起因すると思われる。得られた結果について、今後詳細なデータ解析を行うとともに、理論計算と比較することによってその起源を同定したい。
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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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| Remarks |
本年度は博士研究員を雇用して研究を進めたが、その成果は高く評価され、名古屋工業大学助教への昇格の道を開いた。
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