| 研究領域 | ハイエントロピー合金：元素の多様性と不均一性に基づく新しい材料の学理 |
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| 研究課題/領域番号 |
18H05456
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
古原 忠 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50221560)
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| 研究分担者 |
荒木 秀樹 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (20202749)
杉山 和正 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40196762)
井上 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
189,020千円 (直接経費: 145,400千円、間接経費: 43,620千円)
2022年度: 31,720千円 (直接経費: 24,400千円、間接経費: 7,320千円)
2021年度: 28,600千円 (直接経費: 22,000千円、間接経費: 6,600千円)
2020年度: 28,860千円 (直接経費: 22,200千円、間接経費: 6,660千円)
2019年度: 36,790千円 (直接経費: 28,300千円、間接経費: 8,490千円)
2018年度: 63,050千円 (直接経費: 48,500千円、間接経費: 14,550千円)
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| キーワード | ハイエントロピー合金 / 規則化・相分離 / ナノ解析 / 放射光 / 三次元アトムプローブ / 陽電子消滅 / 第一原理計算 / 合金元素 / 相安定性 / 相分離・規則化 / 先端解析 / 原子間相互作用 / 相分離 / 短範囲規則 / 構造解析 / 時効・析出 / 拡散 / 時効析出 / 熱力学 / 組織解析 |
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| 研究成果の概要 |
ハイエントロピー合金の相安定性原理の解明と基礎学理に基づく組織設計原理の確立を目標とし，(1) 熱力学・組織形成解析による多元系モデル高合金の相安定性解明，(2) 放射光・3DAPを用いた統計解析による規則化／クラスタリング傾向の実験的解明，(3) 固溶体中の点欠陥と元素間相互作用の実験的・理論的解析を行った．その結果，低温時効・窒化処理を施したFe基MEA合金の規則化が誘起するスピノーダル分解の発見，非晶質系合金における中距離領域構造や同種元素の異方的結合やMEA合金でのSROの検出，fcc HEA合金およびその部分成分系における空孔形成および移動エネルギーの評価，を行うことに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本計画研究の学術的意義は，構成元素間の短距離－中距離の多体間相互作用の熱力学をX 線回折，3 次元アトムプローブなどの先端手法を用いて解析し，均一な固溶体に内在する原子レベルの構造，組成，規則度の不均一性などの変化から，ハイエントロピー合金の相安定性原理を実験的に解明するところにある．ナノ・ミクロレベルでの組織の時間変化とも関連させて相安定性原理を解明することで，ハイエントロピー合金の組織設計原理が明確化された意義は大きい．その原理に基づく力学特性の組織最適化は，ハイエントロピー合金のみならず一般の合金設計にもあてはまるものであり，広範な材料創製・プロセス設計の加速化に大きく貢献できる．
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