研究課題
基盤研究(B)
本研究では中距離の構造（> 20Å）を捉える二体相関分布関数（PDF）とEXAFSを組み合わせて，構造を平均化しない合金の構造（原子配置）の可視化を目指す．合金中の原子対が歪みを伴って連結した3次元の中距離構造を見ることで，原子対の伸び縮みが格子全体の弾性変形へ伝播するプロセス，および異なる配位環境下で原子対に働く磁気的な相互作用を可視化する．柔らかなFe-Ni合金から剛性に富むステンレス合金まで展開し，Fe合金の弾性特性をFe-Fe原子対を主軸に理解する．
これまで磁気体積効果と弾性特性の関係は異種の金属原子が不規則に配列する歪んだ合金は構造モデル化が難しく，構造や磁性を平均化することでしか説明できなかった．本研究では広域X線吸収微細構（EXAFS）等，検出可能な構造スケールの異なる放射光実験を駆使してFe合金の磁気体積効果と弾性特性の起源解明を目指した．R5年度はFe-Niインバー合金と不規則Fe-Pt合金の常圧下でのEXAFSデータを取得した．特に不規則Fe-Pt合金については自作のインゴットを研磨・熱処理し，厚さ20um程度のEXAFS測定に適した不規則合金箔を作成でき，その結果，良質なEXAFSデータが取得された．現在，この結果を用いて不規則Fe-Pt合金の「負の熱膨張」のマクロの性質とFe周りとPt周りの局所構造との相関を解析中である．またFe-Ni合金についてはNOVAを用いた中性子全散乱実験を実施しインバー効果から金属的な熱膨張を示す広い温度領域の全散乱データを得た．現在，このデータとEXAFSのデータを合わせたRMC解析を進めている．EXAFSとRMC法による合金の構造解析を5元合金のハイエントロピー合金に拡張する実験も進めた．R5年度はこれらの成果について論文化を進めると共に，研究代表者と指導学生が4件の学会発表を行った．また研究代表者はEXAFSおよびRMC解析による金属・合金の構造解析に関して2件の招待講演を行った．
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2024 2023 2022 2021 その他
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)
Frontiers in Materials
巻: 9 ページ: 954110-954110
10.3389/fmats.2022.954110
Physical Review B
巻: 103 号: 22 ページ: 1-5
10.1103/physrevb.103.l220102
https://www.hiroshima-u.ac.jp/news/65313
