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広範な多成分系材料に適用できる新しい局所構造解析法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 10450234
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関九州大学

研究代表者

沖 憲典  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (70037860)

研究分担者 波多 聰  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助手 (60264107)
板倉 賢  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教授 (20203078)
桑野 範之  九州大学, 先端科学技術共同研究センター, 教授 (50038022)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1999年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1998年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
キーワード透過電子顕微鏡(TEM) / 多成分系材料 / アルケミ(ALCHEMI) / B2型アルミニウム合金 / 特性X線 / 内殻電子励起 / X線の吸収 / 結晶構造因子 / B2型規則構造 / Ti-Al-Mo合金 / チャネリング(channelling) / 特性X線強度 / 電子線入射方向 / 計算機シミュレーション / B2規則構造 / Al合金 / アルケミ(ALCHEMI)法 / delocalization効果 / 弾性散乱電子 / 非弾性散乱電子 / X線の吸収効果 / 電子回折 / 電力学的回折効果 / チャネリング効果
研究概要

本研究は,アルミニウム化合物や酸化物をはじめとする多成分系材料の局所構造を定量評価できる新しい透過型電子顕微鏡(TEM)技術の確立を目的としている。具体的には,局所構造解析法の1つであるアルケミ(atom location by channelling enhanced microanalysis;ALCHEMI)における解析手法の最適化に焦点を絞り,実験と理論計算の両面から検討した。また,アルミニウム合金の規則格子反射の結晶構造因子を種々の手法で測定し,各手法の測定精度を比較した。本研究で得られた主な知見は以下の通りである。
1.アルミニウムや酸素などの軽元素を多量に含む合金や化合物の場合,アルケミの解析結果は回折条件に強く影響を受ける。具体的には,チャネリング条件において規則格子反射に正の励起誤差を与えると,特性X線強度から求められる構成元素の副格子サイト占有率は真の値から大きくずれる可能性がある。このずれは,例えばB2型Ti-Al-Mo合金のように,規則格子反射の構造因子の値がきわめて小さい場合において特に大きくなる。
2.上記のような合金や化合物に対して信頼性のあるデータが得られる新しいアルケミの解析手法を以下のように提案する。(1)結晶方位を系統反射列励起条件に合わせる。(2)電子線の入射方向を変えながら各構成元素の特性X線強度を測定して「回折条件-特性X線強度」のプロフィールを得ると共に,分析領域の膜厚を測定する。(3)アルケミのシミュレーションにより上記のプロフィールのフィッティングを行い,実験結果を最も良く再現する各構成元素の副格子サイト占有率を決定する。
3.アルケミのシミュレーションでは,以下のことを考慮する必要がある。(i)入射電子の動力学的散乱過程と非弾性散乱過程。(ii)弾性散乱電子および非弾性散乱電子との相互作用による特性X線の発生。(iii)内殻電子励起の非局在効果(delocalization)。(iv)試料による特性X線の吸収の影響。
4.B2構造をもつTi-Al-Mo合金のように規則格子反射の結晶構造因子が小さい合金や化合物に対しては,電子回折強度の定量測定と,多波動力学的回折理論による回折強度のフィッティング計算を組み合わせることにより,従来の菊池線交差法や等厚干渉縞法よりもはるかに高精度の構造因子測定が可能である。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] S.Hata,S.Matsumura,N.Kuwano,K.Oki,D.Shindo: "Short range order in Ni_4Mo and its high resolution electron microscope images"Acta Mater.. 46・14. 4955-4961 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hata,D.Shindo,N.Kuwano,S.Matsumura,K.Oki: "Interpretation of high resolution transmission electron microscope images of short range ordered Ni_4Mo"Mater.Trans.,JIM. 39・9. 914-919 (1998)

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  • [文献書誌] S.Hata,Y.Fujimoto,T.Narahara,N.Kuwano,K.Oki: "Quantitative analysis of L1_0-ordered states in Ti-Al-Mo ternary alloys by IKL-ALCHEMI-EDX method"Proc.Int.Conf.Solid-Solid Phase Transformations '99 (JIMIC-3). 12・1. 333-336 (1999)

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  • [文献書誌] 波多聰,橋本卓哉,沙達,桑野範之,沖憲典: "プラズマ回転電極法(PREP)で作製したTi_<50>Al_<45>Mo_5合金粉末の微細組織"九州大学大学院総合理工学研究科報告. 21・1. 9-14 (1999)

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  • [文献書誌] N.Chiwata,T.Sakai,A.Matsumoto,N.Kuwano,K.Oki: "Ordering process of Cu_3Pt from short-range order state studied by in-situ TEM observation"Micron. 31・5. 539-542 (2000)

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  • [文献書誌] N.Kuwano,S.Hata,K.Imamizu,Y.Fujimoto,K.Oki: "Computer simulation of ALCHEMI for B2-ordered aluminides"Proc.7th Asia-Pacific Electron Microscopy Conf.(7APEM). 215-216 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hata, S.Matsumura, N.Kuwano, K.Oki, D.Shindo: "Short range order in Ni_4Mo and its high resolution electron microscope images"Acta Mater.. 46-14. 4955-4961 (1998)

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  • [文献書誌] S.Hata, D.Shindo, N.Kuwano, S.Matsumura, K.Oki: "Interpretation of high resolution transmission electron microscope images of short range ordered Ni_4Mo"Mater. Trans., JIM. 39-9. 914-919 (1998)

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  • [文献書誌] N.Kuwano, N.Chiwata, K.Oki: "In situ TEM observation of long range ordering via short range order in Cu_3Pt"Bull. Mater. Sci.. 22-3. 697-700 (1999)

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  • [文献書誌] S.Hata, T.Hashimoto, S.Da, N.Kuwano, K.Oki: "Microstructures in Ti_<50>Al_<45>Mo_5 alloy powders prepared by the plasma-rotating-electrode-process (PREP)"Eng. Sci. Rep., Kyushu Univ. 21-1(in Japanese). 9-14 (1999)

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  • [文献書誌] S.Hata, Y.Fujimoto, T.Narahara, N.Kuwano and K.Oki: "Quantitative analysis of L1_0-ordered states in Ti-Al-Mo ternary alloys by IKL-ALCHEMI-EDX method"Proc. Int. Conf. Solid-Solid Transformations '99 (JIMIC-3). 333-336 (1999)

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  • [文献書誌] S.Hata, D.Shindo, T.Mitate, N.Kuwano, S.Matsumura, K.Oki: "HRTEM image contrast of short range order in Ni_4Mo"Micron. 31-5. 533-538 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Chiwata, T.Sakai, A.Matsumoto, N.Kuwano, K.Oki: "Ordering process of Cu_3Pt from short-range order state studied by in-situ TEM observation"Micron. 31-5. 539-542 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Kuwano, S.Hata, K.Imamizu, Y.Fujimoto, K.Oki: "Computer simulation of ALCHEMI for B2-ordered aluminides"Proc. 7th Asia-Pacific Electron Microscopy Conf.. (7APEM). 215-216 (2000)

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    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hata,D.Shindo,T.Mitate,N.Kuwano,S.Matsumura,K.Oki: "HRTEM image contrast of short range order in Ni_4 Mo"Micron. 31・5. 533-538 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Chiwata,T.Sakai,A.Matsumoto,N.Kuwano,K.Oki: "Ordering process of Cu_3 Pt from short-range order state studied by in-situ TEM observation"Micron. 31・5. 539-542 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hata,T.Mitate,D.Shindo,N.Kuwano,S.Matsumura,K.Oki: "Influences of observing conditions on HRTEM images of short range ordered alloys"Proc.7th Asia-Pacific Electron Microscopy Conf.(7APEM). 1. 106-107 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kuwano,S.Hata,K.Imamizu,Y.Fujimoto and K.Oki: "Computer simulation of ALCHEMI for B2-ordered aluminides"Proc.7th Asia-Pacific Electron Microscopy Conf.(7APEM). 1. 215-216 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kuwano,N.Chiwata,K.Oki: "In situ TEM observation of long range ordering via short range order in Cu_3Pt"Bull. Mater. Sci.. 22. 697-700 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 波多聰,橋本卓哉,沙達,桑野範之,沖憲典: "プラズマ回転電極法(PREP)で作製したTi_<50>Al_<45>Mo_5合金粉末の微細組織"九州大学大学院総合理工学研究科報告. 21. 9-14 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hama,N.Chiwata,N.Kuwano,K.Oki: "In-Situ TEM Observation of Long Range Ordering and Disordering Processes via Short Range Order in Cu-Al"Proc. Int. Conf. Solid-Solid Transformations '99(JIMIC-3). 1. 49-52 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hata,Y.Fujimoto,T.Narahara,N.Kuwano,K.Oki: "Quantitative Analysis of L1_0-Ordered States in Ti-Al-Mo Ternary Alloys by IKL-ALCHEMI-EDX Method"Proc. Int. Conf. Solid-Solid Transformations '99(JIMIC-3). 1. 329-332 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mitate,S.Hata,N.Kuwano,S.Matsumura,D.Shindo,K.Oki: "Structures of Short Range Order in FCC-Based Ni-Mo Studied by HRTEM with Image Processing"Proc. Int. Conf. Solid-Solid Transformations '99(JIMIC-3). 1. 333-336 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hata,T.Mitate,S.Matsumura,N.Kuwano,K.Oki,D.Shindo: "Short Range Order in Ni_4Mo Studied by Quantitative High Resolution Transmission Electron Microscopy" Proc.The 3rd Pacific Rim Int.Conf.on Advanced Materials and Processing(PRICM-3). 1. 1411-1416 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Chiwata,T.Sakai,A.Matsumoto,N.Kuwano,K.Oki: "In-Situ TEM Observation of Short Range Order State and Ordering Process of Cu,Pt" Proc.The 3rd Pacific Rim Int.Conf.on Advanced Materials and Processing(PRICM-3). 1. 1473-1478 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Chiwata,T.Sakai,A.Matsumoto,N.Kuwano,K.Oki: "Ordering Process of Cu,Pt from Short-Range Order State by In-Situ TEM Observation" Electron Microscopy 1998 (Proc.14th Int.Cong.on Electron Microscopy). 3. 27-28 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hata,D.Shindo,N.Kuwano,S.Matsumura,K.Oki: "HRTEM Image Contrast of Short Range Order in Ni_4Mo" Electron Microscopy 1998 (Proc.14th Int.Cong.on Electron Microscopy). 3. 37-38 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hata,S.Matsumura,N.Kuwano,K.Oki,D.Shindo: "Short Range Order in Ni_4Mo and Its High Resolution Electron Microscopy Images" Acta Materialia. 46・148. 914-919 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hata,D.Shindo,N.Kuwano,S.Matsumura,K.Oki: "Interpretation of High Resolution Electron Microscopy Images of Short Range Order Ni_4Mo" Materials Transactions,JIM. 39・9. 4955-4961 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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