| 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 |
21H00093
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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 |
白岩 隆行 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (10711153)
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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 |
6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021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 | AE（アコースティック・エミッション） / キンク / LPSO / マグネシウム合金 / アコースティック・エミッション / キンク変形 / Rank-1接続 / フラクタル / 地震 / 弾性波 / 微視変形 / 原波形解析 / LPSO構造 / 動的観察 / 非破壊評価 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2年間で以下の3点に取り組む。
1. Rank-1接続条件を組み込んだAE逆解析手法を開発し、その解析手順を明示する。
2. LPSO型Mg合金において、キンク帯の生成・成長時における形状の時間変化およびひずみの変化を定量的に明らかにする。
3. 材料中に多数発生するキンク変形のダイナミクスについて、統計解析手法を確立し、LPSO型Mg合金の製造プロセスとキンク帯の動的挙動の関係を明らかにする。
材料は主にLPSO型Mg合金（Mg85Zn6Y9一方向凝固材）を用いるが、当該領域の研究により新規ミルフィーユ材料においてキンク形成が確認された場合には、それらの材料についてもAE計測と動的解析を行う。
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| 研究実績の概要 |
昨年度までに提案した点過程モデルによるAE信号解析の手法を、様々なミルフィーユ構造材料に適用した。具体的には、ナノスケールで硬質相と軟質相が積層する結晶構造型ミルフィーユ材料（LPSO-Mg合金）とマイクロメートルスケールで硬質・軟質相が積層する微視組織型ミルフィーユ材料（Al/Al2Cu共晶合金, Ti-10Cr合金）に提案手法を適用した。またAE信号の原波形解析とRank-1接続を組み合わせて、材料内部で生じるキンク変形の回転角度を統計的に解析した。得られたキンク帯の角度や変形にかかる時間は、高速度カメラによる観察結果と一致した。解析結果から、結晶構造型ミルフィーユ材料（LPSO-Mg合金）では、高速にキンク帯が生成し、それらは相互作用して後続のキンク生成に影響を与えることがわかった。またフラクタル解析を行った結果から、これらのキンク生成は、規模、空間的形状、発生時間間隔において、自己相似性を持つことがわかった。一方で、微視組織型ミルフィーユ材料（Al/Al2Cu共晶合金, Ti-10Cr合金）におけるキンク変形は、発生・進展が比較的遅く、数秒かけて生成し、各事象が独立に発生することが示唆された。以上のように、LPSO型Mg合金におけるキンク変形は、他の金属型ミルフィーユ材料とは動的な変形挙動が根本的に異なることが示唆された。また本研究で提案された手法は、材料内部の微視変形を動的に捉えるために有効であり、今後の他の材料研究にも応用できる点で意義が大きい。
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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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