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超高ひずみ速度変形下の格子ひずみのその場計測による転位挙動解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K14417
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

佐野 智一  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30314371)

研究協力者 荒河 一渡  
犬伏 雄一  
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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード転位挙動 / 超高速変形 / フェムト秒レーザ / ピーニング / X線自由電子レーザー / フェムト秒レーザー駆動衝撃波 / 超高ひずみ速度変形 / 転位密度 / 転位核生成 / 超音速転位
研究成果の概要

フェムト秒レーザ駆動衝撃圧縮現象その場計測装置を理化学研究所播磨事業所に建設されたX線自由電子レーザー施設SACLAに構築した。BCC構造である純鉄と、強加工によって結晶粒径をナノメートルオーダーにしたバルクナノ鉄、およびFCC構造である純ニッケルをフェムト秒レーザ誘起衝撃波で圧縮した初期過程の格子ひずみをその場計測した。その結果、超高速ひずみ変形下では塑性の発現機構が従来法とは異なることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでに無かった新しい塑性変形機構を提唱出来、この機構を利用することによって、これまで従来法では強化することが難しかった材料の強化が可能になった。例えば、CO2削減のため自動車の軽量化が進められており、このことを実現するために軽量で高強度である高張力鋼板が用いられている。ところが、この高張力鋼板を後処理でさらに強度を上げることは極めて難しい。その理由は、既に臨界密度に近い転位を内在しているためである。本研究によって、転位を効率的に追加することが出来るようになり、マクロ的にはさらなる高強度化が見込まれた。

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

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] University of Nevada, Reno/University of Cincinnati(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Ljubljana(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Nevada, Reno(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Ljubljana(スロベニア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] HiLASE(チェコ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Nevada, Reno(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Femtosecond Laser Peening of Friction Stir Welded 7075-T73 Aluminum Alloys2018

    • 著者名/発表者名
      Kawashima Terumasa、Sano Tomokazu、Hirose Akio、Tsutsumi Seiichiro、Masaki Kiyotaka、Arakawa Kazuto、Hori Hisashi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Processing Technology

      巻: 262 ページ: 111-122

    • DOI

      10.1016/j.jmatprotec.2018.06.022

    • NAID

      130006259269

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of corrosion resistance of AA2024-T3 using femtosecond laser peening without protective and confining medium2018

    • 著者名/発表者名
      Trdan Uros、Sano Tomokazu、Klobcar Damjan、Sano Yuji、Grum Janez、Sturm Roman
    • 雑誌名

      Corrosion Science

      巻: 143 ページ: 46-55

    • DOI

      10.1016/j.corsci.2018.08.030

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic Thermo-Elasto-Plasticity FE Analysis on Nano- and Femto-second Laser Shock Peenings for a Ferrite Material2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Tsutsumi, Kazushi Ueda, Reccardo Fincato, and Tomokazu Sano
    • 雑誌名

      溶接学会論文集

      巻: 35 号: 2 ページ: 151s-154s

    • DOI

      10.2207/qjjws.35.151s

    • NAID

      130006329354

    • ISSN
      0288-4771, 2434-8252
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] FEMTOSECOND LASER PEENING OF 2024 ALUMINUM ALLOY WITHOUT A SACRIFICIAL OVERLAY UNDER ATMOSPHERIC CONDITIONS2017

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Ryota Kashiwabara, Tomoki Matsuda, Yutaro Isshiki, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Kazuto Arakawa, Tadafumi Hashimoto, Kiyotaka Masaki, and Yuji Sano
    • 雑誌名

      Journal of Laser Applications

      巻: 29 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.2351/1.4967013

    • NAID

      120006352342

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Ultrafast Sstructural Behavior in Shock-compressed Iron Probed Using XFEL2018

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Sano
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2018 (MS&T18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒レーザアブレーション中の鉄の格子ひずみのXFELによるその場計測2018

    • 著者名/発表者名
      佐野智一
    • 学会等名
      第2回レーザー学会「ユビキタス・パワーレーザー」専門委員会・第2回科学技術交流財団「マイクロ固体フォトニクス」研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ドライレーザピーニングによるアルミニウム溶接継手の疲労特性向上:放射光X線による非破壊ひずみ計測とXFELによる動的ひずみ計測2018

    • 著者名/発表者名
      佐野智一
    • 学会等名
      社団法人日本材料学会 第335回疲労強度部門委員会・第189回X線材料強度部門委員会「合同部門委員会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of fatigue properties of friction stir welded 2024 aluminum alloy using femtosecond laser peening2017

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Kiyotaka Masaki, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu, Hisashi Hori
    • 学会等名
      3rd INTERNATIONAL CONFERENCE ON FRICTION BASED PROCESSES (ICFP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions for Improving Fatigue Properties of Laser-welded and FSWed 2024 Aluminum Alloys2017

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Yousuke Kawahito, Seiji Katayama, Kazuto Arakawa, Hisashi Hori, Kiyotaka Masaki, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2017 (MS&T17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Fatigue Properties of Friction Stir Welded 7075-T73 Aluminum Alloy Using Femtosecond Laser Peening2017

    • 著者名/発表者名
      Terumasa Kawashima, Tomokazu Sano, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Kiyotaka Masaki, Hisashi Hori
    • 学会等名
      Materials Science & Technology 2017 (MS&T17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DRY LASER PEENING TECHNIQUE: Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sano
    • 学会等名
      OSA Laser Congress 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A NEW LASER PEENING TECHNIQUE: Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sano
    • 学会等名
      13th International Conference on Shot Peening
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルミニウム合金7075の摩擦攪拌接合継手のフェムト秒レーザピーニング2017

    • 著者名/発表者名
      川嶋光将, 佐野智一, 廣瀬明夫, 堤成一郎, 政木清孝, 堀久司
    • 学会等名
      (一社)溶接学会平成29年度秋季全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] DRY LASER PEENING TECHNIQUE: Femtosecond Laser Peening without a Sacrificial Overlay under Atmospheric Conditions for Improving Fatigue Properties of Weld Joints2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sano
    • 学会等名
      70th IIW Annual Assembly and International Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超短パルスレーザー駆動衝撃波が拓く新しい材料科学・工学 ~新物質創成と機械的特性向上~2017

    • 著者名/発表者名
      佐野智一
    • 学会等名
      第9回レーザー学会「マイクロ固体フォトニクス」専門委員会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improving Fatigue Properties of Laser Welded 2024 Aluminum Alloy using Femtosecond Laser Peening2017

    • 著者名/発表者名
      Tomokazu Sano, Takayuki Eimura, Akio Hirose, Seiichiro Tsutsumi, Yousuke Kawahito, Seiji Katayama, Kazuto Arakawa, Ayumi Shiro, Takahisa Shobu, Kiyotaka Masaki, Yuji Sano
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェムト秒レーザー衝撃圧縮された金属中の格子歪みのその場X線自由電子レーザー回折計測2017

    • 著者名/発表者名
      佐野智一
    • 学会等名
      2017年第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultrafast lattice dynamics at an early stage of shock compression of iron2016

    • 著者名/発表者名
      T. Sano
    • 学会等名
      9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM9)
    • 発表場所
      京都国際会議場
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-21  

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