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放射光白色X線による単結晶延性損傷評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05961
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関北見工業大学

研究代表者

柴野 純一  北見工業大学, 工学部, 教授 (60206141)

研究分担者 吉田 裕  北見工業大学, 工学部, 准教授 (30626122)
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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード延性損傷 / 単結晶 / 転位密度 / プロファイル解析 / 装置関数 / 白色X線 / 放射光 / 機械材料・材料力学 / 放射光白色X線 / 非破壊検査
研究成果の概要

本研究では、放射光白色X線の透過回折X線を用いて、単結晶の転位セルサイズ、不均一ひずみ、転位密度を評価するプロファイル解析手法を提示した。引張り負荷により延性損傷を受けたアルミニウム単結晶を大型放射光施設SPring-8で測定した。さらに、その試験片のX線測定領域を透過型電子顕微鏡TEMで観察した。その結果を本手法による評価結果と比較した。その結果、本手法で得られた転位セルサイズはTEMによる観察結果よりも大きく評価されたが、転位密度はほぼ同様の値を示した。単結晶における延性損傷評価に対し、本手法が有用であることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

機械や構造物の破壊の原因となるき裂の発生・進展を非破壊で高精度に推定・評価する手法の開発が産業界から強く望まれている。本研究では、これまで検討してきた放射光白色X線によるプロファイル解析手法を基に、単結晶内部の特定された結晶方位から得られる単一の回折X線プロファイルから、延性損傷パラメータとして転位セルサイズ、不均一ひずみ、転位密度の情報を得るための手法を開発した。本手法は材料破壊の原因究明や材料工学研究においても有効な測定技術として活用できる。

報告書

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

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Crystal rotation and microstructures in an aluminum single-slip system under tensile loading2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida, J. Shibano, K. Fukuda, K. Terabayashi, M. Eguchi, K. Kajiwara, T. Shobu , A. Shiro
    • 雑誌名

      Materials Characterization

      巻: 146 ページ: 121-126

    • DOI

      10.1016/j.matchar.2018.10.001

    • NAID

      120006951245

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタンと骨組織の接触界面近傍の放射光白色X線を用いたひずみ測定2017

    • 著者名/発表者名
      柴野純一、清谷真平、越村瑞樹、梶原堅太郎、菖蒲敬久
    • 雑誌名

      非破壊検査

      巻: 66 ページ: 261-265

    • NAID

      130007342635

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acoustic emission response of magnesium alloy during cyclic and creep tests2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kawai, Y. Yoshida, H. Asano, S. Miura, M. Kobayashi, J. Shibano
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: A

      巻: 668 ページ: 120-124

    • DOI

      10.1016/j.msea.2016.05.057

    • NAID

      120006695780

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 回折X線による極薄板内部の応力評価2018

    • 著者名/発表者名
      立石優河, 吉田裕, 蓮本翔, 柴野純一
    • 学会等名
      日本設計工学会 秋季研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 放射光白色X線を利用したアルミニウム単結晶の延性損傷評価及び検討2018

    • 著者名/発表者名
      吉田裕, 寺林賢吾, 柴野純一, 梶原堅太郎, 城鮎美, 菖蒲敬久
    • 学会等名
      第52回X線材料強度に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 引張破壊試験片の転位密度評価2018

    • 著者名/発表者名
      菖蒲敬久, 安田良, 城鮎美, 吉田裕, 徳田奨, 柴野純一, 熊谷正芳
    • 学会等名
      第31回日本放射光学会放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 透過X線回折による引張負荷中の純マグネシウムの損傷評価2017

    • 著者名/発表者名
      江口雅人, 本間与主愛, 宇佐美翔也, 吉田裕, 柴野純一
    • 学会等名
      日本金属学会第160回春期大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都八王子市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射光を用いたラインプロファイル解析法による鉄鋼材料転位密度評価2017

    • 著者名/発表者名
      菖蒲敬久、城鮎美、吉田裕、徳田奨、柴野純一、熊谷正芳
    • 学会等名
      第51回X線材料強度に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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