| 研究領域 | ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製- |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05130
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
西堀 麻衣子 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20462848)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | LPSO型Mg合金 / キンクバンド / 顕微XAFS / 局所構造 / スペクトルシミュレーション / X線吸収分光 / 局所構造変化 / クラスタ / 形成過程 / 等温熱処理 / Ｘ線吸収分光 / シミュレーション / 化学状態変化 / 元素拡散挙動 / 層間相互作用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ミルフィーユ構造のキンク形成・強化機構を議論するためには、強化を司る組織の構造や形態などの情報とともに、組織が生成する原因（駆動力）と組織間（硬質・軟質層間）の相互作用（結合力）を明らかにする必要がある。本研究では、ミルフィーユ構造のキンク形成過程における化学状態変化や局所構造変化をその場X線吸収分光（in situ XAS）測定により追跡する。これにより、ミルフィーユ構造を形成する層間の結合力や元素拡散挙動を明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
キンク形成・強化のメカニズムをX線吸収分光法により観察した局所構造変化から議論することを目的として、キンク導入したモデル構造のX線吸収微細構造（XAFS）スペクトルシミュレーションおよびLPSO相中のキンクバンドに存在するZn原子に着目した走査型顕微蛍光XAFS測定を試みた。
18R-LPSO単相材（Mg85Zn6Y9）に導入されたキンクバンドに対してZn-K吸収端走査型顕微蛍光XAFS測定を実施し、キンクバンド中でのL12クラスタの変形およびその変形とキンクバンドとの相関を検討した。キンクバンドの短手方向に沿ってスペクトル形状の類似性を示す相関係数を求めた結果、キンクバンド領域で相関係数に変化が見られた。このことから、キンクバンドと関連するスペクトル形状変化が計測できたことが示唆された。
XAFS測定で明らかとなった変化を解釈するため、キンクバンドを想定した刃状転位列モデルと曲げ変形モデルを作製し、Zn-K XAFSスペクトルシミュレーションを実施した。得られたシミュレーションスペクトルを詳細に解析した結果、原子位置の緩和にともないホワイトラインピークが低エネルギー側にシフトすること、転位により切断されたL12クラスタ中に含まれるZnのスペクトル形状は無変形のクラスタと比較して大きく変化することが分かった。キンクバンド導入前後の差分スペクトルを求め、実際に計測したスペクトルと比較したところ、刃状転位モデルと変化の特徴が類似することがわかった。以上の結果から、クラスタの転位による切断がキンクバンドで生じている可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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