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構成クラスタ相互作用の解析に立脚したMg基LPSO形成原理解明と新規材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H04492
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・材料
研究機関京都大学

研究代表者

奥田 浩司  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50214060)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
キーワード長周期積層規則構造 / マグネシウム合金 / 階層的相転移 / 放射光小角散乱 / XAFS / LPSO合金 / 放射光小中角散乱 / MgYZn 合金 / 長周期積層秩序構造 / 放射光散乱 / ブロック共重合体 / 階層的相転移材料 / LPSO構造 / Mg合金 / アモルファス / 小角高角同時その場測定法 / Mg合金 / 相転移 / SWXS / 放射光 / LPSO / MgYZn / EXAFS / クラスターダイナミクス
研究成果の概要

軽量金属材料の強化相として期待される長周期積層秩序構造の形成機構が2段階の特徴的な相転移過程を経ることを前課題で発見したことに基づき、その詳細な機構の解明をおこなうとともに、類似組織を示す別物質系の組織形成過程を比較することを目的として、LPSO材料については構成元素の一部置換の及ぼす相転移のカイネティクスへの影響を調べるとともに、新たに高角回折やXAFSを取り入れて調べ、別物質としてはブロック共重合体の自己組織化を調べた。その結果、階層的相転移が起こる原因は2種類の変態駆動力の作用する反応速度が大きな因子となっていることがわかり、階層ごとの相転移完了を必ずしも待つ必要はないことが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

材料を製造する場合、その形成過程を理解することは組織や特性の制御をおこなう観点から重要である。複雑な構造をもつ金属材料は多くの場合急速凝固などの非平衡性により、原子位置が不完全な材料ができるに過ぎない。ところが複雑な構造を持つLPSO構造は単位構造としてのL12クラスターと呼ばれる構造単位は比較的ロバストであり、その分布に任意性を残すという風変わりな特性を持つことが明らかになり、このような振舞いをする材料の特徴や条件を明らかにすることは新規材料開発に新たな視点をもたらすことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] 放射光によるMg基LPSO合金の相変態過程の研究2019

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 69 ページ: 211-216

    • NAID

      130007684573

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transition to long period stacking ordered structures in Mg 85 Gd 9 Zn 6 alloys from amorphous ribbons examined by synchrotron radiation scattering: Comparison with Mg 85 Y 9 Zn 6 alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Okuda Hiroshi、Yamasaki Michiaki、Kawamura Yoshihito
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 139 ページ: 26-29

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2017.06.013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GISAXSによる表面近傍の構造変化の検討2017

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 18 ページ: 548-552

    • NAID

      130006218945

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of microstructures in rapidly-quenched Mg85Y9Zn6 alloy ribbons during heating at a constant speed examined by simultaneous small- and wide angle scattering measurements2016

    • 著者名/発表者名
      H. Okuda
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 118 ページ: 95-99

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2016.06.028

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Realization of two-dimensional anomalous small-angle scattering of Al alloys at theKabsorption edge of Al2016

    • 著者名/発表者名
      Okuda Hiroshi、Sakohata Rei、Kitajima Yoshinori、Tamenori Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography

      巻: 49 号: 5 ページ: 1803-1805

    • DOI

      10.1107/s1600576716010669

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LPSO構造形成過程におけるクラスター局所構造変化2019

    • 著者名/発表者名
      近都康平, 伊藤樹人、杉野智裕、奥田浩司、田渕雅夫、君塚肇、山崎倫昭、河村能人
    • 学会等名
      放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] tender 領域でのGISAXS 計測とブロック共重合体薄膜の深さ分解測定の試み2019

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司,櫻井伸一,五十嵐教之,為則雄祐,北島義典
    • 学会等名
      放射光学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MgYZn合金LPSO中のクラスター構造の解析2018

    • 著者名/発表者名
      1.伊藤樹人,近都康平,○奥田浩司,黒川修,山崎倫昭,河村能人
    • 学会等名
      軽金属学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Local structure analysis of clusters in Mg-Zn-Y alloys with long period stacking ordered structure2018

    • 著者名/発表者名
      2.K.Kintsu, M.Ito, H.Okuda, M.Tabuchi, H.Kimizuka, M.Yamasaki, Y.Kawamura
    • 学会等名
      XAFS2018,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mg85Y9Zn6及びその周辺組成における平均周期クラスター集積組織の解析2018

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司,田中浩登,近都康平,伊藤樹人,山崎倫昭,河村能人
    • 学会等名
      金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Hierarchical transformation path of LPSO formation as described by cluster motion in MgYZn alloy systems examined by SR-SWAXS2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Okuda,Hiroto Tanaka, Kohei Kintsu, Michiaki Yamasaki and Yoshihito Kawamura
    • 学会等名
      Thermec2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Formation and stability of average/long- period stacking ordered structures during heating amorphous Mg-Y-TM ribbons: SR-SWAXS results2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Okuda, Hiroto Tanaka, Kohei Kintsu, Mikito Ito, Hajime Kimizuka, Noriyuki Igarashi, Shigeru Kimura Michiaki Yamasaki and Yoshihito Kawamura
    • 学会等名
      LPSO2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mg85Y9Zn6周辺組成におけるhcp-LPSO分岐領域のSWAXS解析2018

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司、田中浩登、山崎倫昭、河村能人
    • 学会等名
      日本金属学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] EXAFSによるMgYZn-LPSO合金のクラスター局所構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      近都康平、杉野智弘、奥田浩司、田渕雅夫、君塚肇、山崎倫昭、河村能人
    • 学会等名
      日本金属学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg基LPSO構造の形成過程と安定性評価へのX線その場測定法の応用2017

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司、山崎倫昭、河村能人、木村滋
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] XAFSによるMg85Y9Zn6-LPSO構造におけるクラスターの局所構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      近都康平、杉野智弘、奥田浩司、田渕雅夫、君塚肇、山崎倫昭、河村能人
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Mg85Zn6Y9周辺組成におけるアモルファスリボンからのLPSO形成過程2017

    • 著者名/発表者名
      安岡祐樹、東森稜、奥田浩司、山崎倫昭、河村能人
    • 学会等名
      日本金属学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Microstructural Evolution from Amorphous to LPSO in Mg-Y-Zn and Mg-Gd-Zn Alloys Examined by In-situ Small- and Wide- Angle X-ray Scattering2016

    • 著者名/発表者名
      H.Okuda, H.Tanaka,Y.Yasuoka,M.Yamasaki,Y.Kawamura
    • 学会等名
      LPSO2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Local atomic configratuions of 18R type long-period stacking ordered structuresin Mg85Y9Zn6 alloys examined by EXAFS2016

    • 著者名/発表者名
      T.Sugino,H.Okuda,H.Kimizuka,M.Yamasaki,Y.Kawamura
    • 学会等名
      LPSO2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of LPSO structures in MgYZn ternary alloys examined by extended small- and wide-angle scattering2016

    • 著者名/発表者名
      H.Okuda,H.Tanaka,T.Sugino,M.Yamasaki,Y.Kawamura,S.Kimura,M.Tabuchi,H.Kimizuka
    • 学会等名
      PRICM8
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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