収差補正付きの走査透過電子顕微鏡を用いた格子歪場の直接測定による破壊物理学の革新

• 研究課題/領域番号: 24686079
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 田中 將己 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40452809)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
• キーワード: 転位 / 電子顕微鏡 / 破壊 / 高分解能透過電子顕微鏡法 / 亀裂 / HRTEM / 弾性歪 / GPA

研究成果の概要

材料の破壊は時に重大事故を引き起こすため，その抑止は材料の信頼性を担保する為に必須である．材料の靭性を表すパラメータの一つとして破壊靭性値が挙げられる．本研究では，透過電子顕微鏡を用いた格子像解析により，亀裂先端近傍の格子点の平衡位置からの偏倚を計測し，転位内部応力を起源とする亀裂先端の応力場を格子歪場として直接可視化した．これにより，理論的に予測されていた応力遮蔽場の存在が原子スケールで実証された．

研究成果

• [雑誌論文] Enhancement of Low Temperature Toughness in Bulk Nanostructured Metals (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, S. Takano and K. Higashida
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 54 号: 9 ページ: 1624-1628
  • DOI: 10.2320/matertrans.MH201319
  • NAID: 10031194646
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] A multiscale approach for the deformation mechanism in pearlite microstructure (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ohashi, L. Roslan, K. Takahashi, T. Shimokawa, M. Tanaka and K. Higashida
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. A 巻: 588 ページ: 214-220
  • DOI: 10.1016/j.msea.2013.09.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Multiscale Approach for the Deformation Mechanism in Pearlite Microstructure: Experimental Measurements of Strain Distribution using a Novel Technique of Precision Markers (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, Y. Yoshimi, K. Higashida, T. Shimokawa and T. Ohashi
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering: A 巻: 590 ページ: 37-43
  • DOI: 10.1016/j.msea.2013.09.072
  • 査読あり
• [学会発表] 超高圧電子顕微鏡によるSi結晶中の亀裂先端転位三次元構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中將己, 定松直, 東田賢二
  • 学会等名: 日本学術振興会第161委員会第90回研究会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-03-05
• [学会発表] Crack tip shielding effect observed with HRTEM (2014)
  • 著者名/発表者名: D.R. Adhika, M. Tanaka, T. Daio, K. Higashida
  • 学会等名: The 9th Postech-KIMS-SNU-Kyushu University Symposium
  • 発表場所: Ohita
  • 年月日: 2014-12-22 – 2014-12-24
• [学会発表] Crack-tip dislocations characterised with HVEM tomography (2014)
  • 著者名/発表者名: D.R. Adhika, M. Tanaka, T. Daio, K. Higashida
  • 学会等名: Opening International Symposium, Nex-Generation Microscopic Science
  • 発表場所: Awaji Island
  • 年月日: 2014-11-03 – 2014-11-04
• [学会発表] 超高圧電子顕微鏡による格子欠陥の3次元構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中將己
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第165回春季講演大会
  • 発表場所: 東京電気大学
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] Multiplication process of crack tip dislocations revealed with HVEM-tomography (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, K. Higashida
  • 学会等名: The International Union of Materials Research Societies - International Conference in Asia 2013 (IUMRS-ICA-2013)
  • 発表場所: Indian Institue of Science, Bangalore, India
  • 招待講演
• [学会発表] Strain field around dislocations in silicon mesured by GPA (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Adhika, M. Tanaka, T. Yamamoto, K. Higashida
  • 学会等名: 第55回日本顕微鏡学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 九州大学
• [学会発表] Crack-tip dislocations characterised with HVEM tomography (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, K. Higashida
  • 学会等名: Electron Microscopy & Multiscale Modeling 2013 (EMMM2013)
  • 発表場所: Kyoto University
• [学会発表] HVEM-Tomography による亀裂先端転位増殖機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中將己, 田中大樹, 定松直, 東田賢二
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2013材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 収差補正付き電子顕微鏡を用いた転位近傍の弾性ひずみ測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上誠介
  • 学会等名: 第54回日本顕微鏡学会九州支部学術講演会
  • 発表場所: 豊泉荘
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 超高圧電子顕微鏡による格子欠陥の3次元構造解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中將己
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2012材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 愛媛大学
  • 年月日: 2012-09-22