| 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 |
21H00092
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
江草 大佑 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80815944)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
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| キーワード | マグネシウム合金 / キンク変形 / SEM / 変形その場観察 / キンクパターニング / キンクパターンニング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ミルフィーユ構造材料は結晶回転を伴うキンク界面の形成（キンク形成）により材料強度が著しく向上する．このキンク強化は転位運動を阻害するキンクの界面効果として捉えることができるが，その物理的由来は十分には理解されておらず，また強化に寄与するキンク界面構造は明らかでない．本申請課題では，SEM直接観察によりキンクの階層的組織構造を回転変形に伴って導入されるひずみ場の観点で統一的に表現し（キンクパターンニング），キンク強化に資するキンク界面の構造的特徴を明らかとする．また，高温加工における動的な組織発展過程を調査し，キンク形成を効率的に誘起するミルフィーユ構造および加工条件に関する指針を提案する．
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| 研究実績の概要 |
近年の調査より、Mg合金を始めとするミルフィーユ構造材料におけるキンク強化の発現が実験的に示されている。キンク強化メカニズムの解明においては、加工により導入されるキンク変形組織の定量評価が重要であり、キンク界面が特定の格子対応を示さないことを念頭に、顕微鏡法等を用いた直接観察による組織評価が期待されている。本研究では、電子顕微鏡法等の直接観察手法を用いた変形その場観察により、キンク形成に伴う変形組織の発展を評価し、キンク強化に資する微視的構造特徴を明らかとすることを目的とした。以下に本研究で得られた主な実績を述べる。
①LPSO型Mg合金における変形その場観察：結晶方位制御したLPSO型Mg合金を用いて一軸圧縮変形その場観察を実施し、キンク変形組織の形成過程を評価した。変形過程に伴う局所ひずみの発達を評価し、キンク変形領域における前駆的なせん断ひずみ成分の増大を確認した。また、表面起伏を伴うキンク変形領域を画像解析により抽出し、マクロなひずみ量に対するキンク変形率として定量評価した。
②電子顕微鏡観察に基づくキンク変形組織評価：キンク変形率の異なる局所領域の微細組織を電子顕微鏡観察により評価した。10度以上の傾角を有するキンク界面はキンク変形率の増大に対しておよそ比例して増加する一方で、数度程度の小傾角に対応するキンク界面は高キンク変形率においては優先的に発達することを確認した。小傾角キンク界面の発達は初期に形成されたキンク界面を起点とした二次的なキンク界面形成に対応すると考えられた。また、高温下で変形を施した場合、小傾角キンク界面が優先的に形成されており、変形に伴う構造緩和挙動が変化すると考えられた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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