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LPSO構造生成過程でのその場XAFSと第一原理XANESによる重元素の挙動解析

Publicly Offered Research

Project AreaMaterials Science of synchronized LPSO structure -Innovative Development of Next-Generation Lightweight Structural Materials-
Project/Area Number 26109714
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 InstitutionKyushu University

Principal Investigator

吉岡 聰  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50452818)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
KeywordsLPSO / micro-XAFS / 熱処理 / X線吸収分光 / Mg基合金 / 長周期積層構造
Outline of Annual Research Achievements

Mg-Zn-Gd系では、鋳造後の熱処理により-Mg相からLPSO相が析出・成長する。また、熱処理温度および時間に依存して他の結晶相の形成も報告され、組織制御にはそれらをパラメータとするプロセス制御が重要である。そのため、LPSO構造中で特異な原子配列をしているZnおよびGdがその形成プロセスでどのような挙動をしているのか注目されるが、十分には明らかにされていない。本研究では、熱処理過程でのZnおよびGdの局所構造に注目し、X線吸収分光(XAFS)法により観察することを目的としている。特にLPSO相の構造情報を選択的に取り出すために、マイクロビームX線をプローブとしてLPSO単粒子に照射し、実験を行った。XAFS実験は、Zn K吸収端およびGd L3吸収端を蛍光法で測定した。ビーム径が400 nm程度まで集光されたX線を利用するため、結晶子サイズが10 m程度であるLPSO相に選択的にビームを照射することが可能である。実験では、はじめに試料上をマイクロビームで走査し、エネルギー分散型X線検出器を用いてZnおよびGdの蛍光強度マッピングを行った。それによりLPSO結晶の位置を特定し、所望の位置にビームを照射しX線吸収端近傍構造(XANES)領域を測定した。
ZnおよびGdの蛍光X線元素マッピング結果では、LPSO相の領域にZn、Gdともに集析していた。得られたマッピング像内のLPSO相領域の位置およびa-Mg相でのZn K吸収端およびGd L3吸収端のXANESを測定した。a-Mg相でのZnスペクトルで吸収端後の9.657 eV付近の形状がLPSO相とは僅かに異なっていた。理論計算によるスペクトル評価からLPSO相中のZnは,LPSO中の理想的なL12クラスタとも異なる局所構造であることが明らかとなった。

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

    (8 results)

All 2016 2015 2014

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] マイクロビームX線によるMg-Zn-Gd系LPSOのXAFS構造解析2016

    • Author(s)
      吉岡 聰,石田 真大,山本 知一,安田 和弘,松村 晶,木村 滋
    • Organizer
      日本金属学会春期大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学
    • Year and Date
      2016-03-23
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Local structure investigation of Mg-Zn-Gd alloys with long period stacking ordered structure2015

    • Author(s)
      S. Yoshioka, M. Ishida, T. Yamamoto, K. Yasuda, S. Matsumura, S. Kimura
    • Organizer
      16th International Conference on X-ray Absorption Fine Structure (XAFS16)
    • Place of Presentation
      Karlsruhe Institute of Technology, Karlsruhe, Germany
    • Year and Date
      2015-08-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] X-ray Absorption Fine Structure investigation of long period stacking ordered structure formation in Mg-Zn-Gd alloys2015

    • Author(s)
      S. Yoshioka, T. Yamamoto, K. Yasuda, S. Matsumura, S. Kimura
    • Organizer
      Solid-Solid Phase Transformations in Inorganic Materials 2015 (PTM2015)
    • Place of Presentation
      Whistler, Canada
    • Year and Date
      2015-06-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] FIB-SEM法による長周期積層構造型Mg-Zn-Gd系合金の3次元構造解析2015

    • Author(s)
      石田 真大,吉岡 聰,山本 知一,安田 和弘,松村 晶
    • Organizer
      日本金属学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場
    • Year and Date
      2015-06-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] XAFS法によるMg-Zn-Gd系LPSOの局所構造解析2015

    • Author(s)
      吉岡聰、山本知一、安田和弘、松村晶、木村滋
    • Organizer
      日本金属学会春期大会
    • Place of Presentation
      東京大学駒場キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 長周期積層構造相を含むMg-Zn-Gd合金のFIBトモグラフィ観察2014

    • Author(s)
      石田真大、山本知一、吉岡聰、安田和弘、松村 晶
    • Organizer
      顕微鏡学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎市民プラザ
    • Year and Date
      2014-12-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-scale 3D characterization of long period stacking ordered structure2014

    • Author(s)
      M. Ishida, S. Yoshioka, T. Yamamoto, K. Yasuda, S. Matsumura
    • Organizer
      The 58th Symposium of the Japanese Society of Microscopy in Fukuoka
    • Place of Presentation
      Centennial Hall, Kyushu University School of Medicine, Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Local structure analysis of LPSO by XAFS2014

    • Author(s)
      S. Yoshioka, Y. Kobayashi, K. Yasuda, S. Matsumura
    • Organizer
      The 2nd International Symposium Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials (LPSO2014)
    • Place of Presentation
      Hotel Nikko Kumamoto, Japan
    • Year and Date
      2014-10-05 – 2014-10-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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

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