| 研究課題/領域番号 |
17H01328
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
戸田 裕之 九州大学, 工学研究院, 教授 (70293751)
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| 研究分担者 |
小林 正和 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20378243)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2018年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2017年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
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| キーワード | シンクロトロン / トモグラフィー / X線顕微鏡 / 高エネルギー / 構造用金属材料 / 転位 / 原子空孔 / 3D/4D / 強度・破壊靭性 / 可視・評価技術 / 3Dイメージング / 3DのX線回析 / 高分解能 / 強度・破壊靱性 |
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| 研究成果の概要 |
大規模X線顕微鏡と位相コントラストを組み合わせ、まずアルミニウムを対象に20keVで、その後鉄鋼等を対象に30keV以上の高X線エネルギーでイメージング実験を実施した。試料全体を観察できる投影型CTとX線顕微鏡、細束X線を用いるXRD実験セットアップを併設し、超高倍率観察でありながら、全体積、全時間、最弱点の現象の評価を可能にする。また、3D画像内部に写る膨大な数のミクロ組織を取り扱う粗視化技術を研究した。我々が開発した3D塑性歪み計測から転位等を、またX線回折援用結晶粒界追跡法により多結晶組織をそれぞれ高密度に3D計測できるようにし、ナノからマクロに至るマルチスケールイメージングを完成する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
アルミニウム、チタン、鉄鋼等の構造材料内部にある複雑なミクロ構造とマクロ挙動とを結びつける研究手段が確立した。1本の試験片の1回の力学試験とその「その場観察」を実施することで、結晶学的情報、転位、原子空孔の3D分布やそれらの粗密をマクロな力学挙動と対応付けできる。このため、金属の各種力学挙動の理解と深い解析が解釈などを必要としない高い確度で実施できる。今後のマルチモーダル・マルチスケール3D/4Dアプローチの発展を促すと期待できる。一方、アルミニウムの水素脆化、チタンの亀裂伝播速度ばらつき、鉄鋼の歪み誘起相変態等の応用研究が平行して行われ、いずれも産業的に大きな成果を挙げつつある。
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