| 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 |
21H00099
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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 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
木村 耕治 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20772875)
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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 | 蛍光X線ホログラフィー / ミルフィーユ構造 / Mg合金 / 原子分解能ホログラフィー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Mgに遷移金属とレアアースを添加した合金は次世代の軽量構造材料として期待されている。現在、コスト削減や更なる軽量化に向けて、添加元素量を小さく抑えることが課題となっている。そのため、希薄な添加元素が合金中でどのように配列しているかを詳しく調べ、力学特性との関係を理解することが重要である。本研究では、放射光X線源を用いた原子分解能ホログラフィーという最先端の構造解析手法によって、希薄な添加元素の配列を原子レベルで可視化し優れた力学特性の発現機構の理解に結び付ける。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、添加元素が層状に挿入された構造を有するミルフィーユ型Mg合金の構造を原子レベルで解明することを目的としている。特に、熱処理によって微量に添加したZnとYの原子配列がどのように変化するに着目して、蛍光X線ホログラフィーによる構造解析に取り組んできた。蛍光X線ホログラフィーは、微量な添加元素の配列を３次元的に解析できる強力な手法である。これにより、ミルフィーユ構造の形成過程に資する構造的知見が得られると期待される。
昨年度までで、熱処理を施す前のMg合金に蛍光X線ホログラフィーを適用し、従来提唱されていた原子配列とは異なる、希薄合金特有のZn-Yクラスターが形成されていることを明らかにした。
本年度は、熱処理を施したMg合金に蛍光X線ホログラフィーを適用し、添加元素の配列を調べた。一方向凝固材を準備し、520℃で5時間の熱処理を行った。実験は大型放射光施設SPring-8で実施し、質の高いZn-Ka線のホログラムデータを得ることができた。データを詳細に解析したところ、熱処理前で形成していたZn-Yクラスター構造が、熱処理後の試料では観測されなかった。この結果は、別途実施した電子顕微鏡による観察結果とも符合していた。得られた原子像から、ZnはMgのサイトに単純に置換していることが分かった。熱処理により、力学特性が低下することが知られていることから、Zn-Yクラスターの形成が機械強度向上の要因となっていることが示唆された。
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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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