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走査トンネル顕微鏡による遷移金属-希土類クラスターの局所配列および物性測定

Publicly Offered Research

Project AreaMaterials Science of synchronized LPSO structure -Innovative Development of Next-Generation Lightweight Structural Materials-
Project/Area Number 26109711
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

黒川 修  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90303859)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2015: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywordsマグネシウム / 走査トンネル顕微鏡 / 希土類 / 組織観察
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの研究により,Zn-Y系LPSO相内の組織は,Zn-Yからなるクラスターをあたかも1つの粒子のように取り扱うことで見通し良く説明できることが明らかにした.本年度は,6-9組成の一方向凝固材に対して熱処理条件を変えた多数の試料に対して,濃化層内のSTM観察を行い,Zn-Yクラスターの配列の様子を調べた.
実験の結果得られたクラスターの配列の動径分布関数やOOP(Orientational Order Parameter)は,粗視化モデルから得られる結果と良い一致を示しており,粗視化モデルの妥当性が改めて確認された.
今回多数の試料の観察を行うことで,濃化層内で観察されるクラスター密度が合金の組成から予想されるクラスター密度より少し小さい傾向が見られることが明らかになった.
我々は粗視化モデルに基づいてこの問題にアプローチできないか検討を進めている.具体的には,クラスターがエネルギー的に非常に不利な第5近接距離以下の距離に接近しないという条件を守り,順次クラスターをランダムに生成していく“ランダムパッキング“を行った場合の充填率を見積もると約0.62が得られることを確かめた.これは観察されたクラスター密度に近い値を示す.実際にはこの密度より高いクラスター密度も観察されるため,現在我々はクラスターの再配列速度に注目してこの問題の検討を行っている.
10-15 10H材を対象とした一連のSTM観察の中で興味深い構造の観察に成功した.具体的にはSTM/STSによって, 1つ下の濃化層内のクラスター配列との位置関係が異なる領域を見致した.検討の結果,我々はこれがLPSO相内の転位ループであると考えている.この結果は我々の手法がLPSO相の特異な変形機構であるキンク変形の評価に使用できることを示唆しており,今後の展開が大いに期待される.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 2014

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

  • [Journal Article] Two-Dimensional Ordering of Solute Nanoclusters at a Close-Packed Stacking Fault: Modeling and Experimental Analysis2014

    • Author(s)
      H. Kimizuka, S. Kurokawa, A. Yamaguchi, A. Sakai, S. Ogata
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 4 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/srep07318

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Observation of local structures in Mg-Zn-Y LPSO structures by scanning tunneling microscopy2016

    • Author(s)
      Shu Kurokawa
    • Organizer
      THERMEC2016
    • Place of Presentation
      GRAZ, AUSTRIA
    • Year and Date
      2016-05-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 10H-LPSO相のSTM/STSによる局所構造解析2016

    • Author(s)
      斎藤弘樹,黒川 修,酒井明
    • Organizer
      日本金属学会 2016年春期講演大会
    • Place of Presentation
      東京理科大葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Scanning Tunneling Microscopy/Spectroscopy of Local Structures in Closed-Packed Layer of LPSO2015

    • Author(s)
      Shu Kurokawa, Hiroki Saito, Akira Sakai
    • Organizer
      The 10th International Conference on Magnesium Alloys and their Applications
    • Place of Presentation
      jeju, Korea
    • Year and Date
      2015-10-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 走査トンネル顕微鏡によるLPSOマグネシウム合金の局所構造解析2015

    • Author(s)
      斎藤弘樹,黒川 修,酒井明
    • Organizer
      日本金属学会 2015年秋期講演大会
    • Place of Presentation
      九州大学 伊都キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] LPSO相のSTM/STS観察2015

    • Author(s)
      斉藤弘樹,黒川修,酒井明
    • Organizer
      金属学会2015年春季講演大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] LPSO相中の局所構造のSTM観察2014

    • Author(s)
      黒川 修,酒井明
    • Organizer
      軽金属学会第127秋季大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-11-14 – 2014-11-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] STM Observation of Local Structures in Closed-Packed Layer of LPSO2014

    • Author(s)
      Shu Kurokawa, Hiroki Saito and Akira Sakai
    • Organizer
      LPS2014
    • Place of Presentation
      Hotel Nikko Kumamoto
    • Year and Date
      2014-10-05 – 2014-10-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg基LPSO構造における面内構造のSTM観察2014

    • Author(s)
      黒川 修,斉藤弘樹 酒井明
    • Organizer
      金属学会2014年秋季講演大会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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