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Superfunctional High-Entropy Nanomaterials by Ultra-Severe Plastic Deformation

公募研究

研究領域ハイエントロピー合金:元素の多様性と不均一性に基づく新しい材料の学理
研究課題/領域番号 21H00150
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

エダラテイ カベー  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 准教授 (60709608)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードHigh-entropy alloys / Functional properties / Mechanical properties / Plastic deformation / Microstructure / High-Entropy Alloys / Functional Properties / Plastic Deformation / Mechanical Properties
研究開始時の研究の概要

In this study, the concept of ultra-severe plastic deformation (i.e. inducing shear strains over 1,000) is used to synthesize new high-entropy alloys with advanced functional properties for different applications.

研究実績の概要

Various high-entropy alloys, high-entropy ceramics (oxides and oxynitrides), and high-entropy hydrides were developed for different applications. The main findings of this project can be summarized as follows. (1) introduction of high-entropy alloys with a good combination of high strength and high hydrogen embrittlement resistance. (ii) Introduction of high-entropy oxides and oxynitrides with high photocatalytic activity hydrogen production, oxygen evolution, and CO2 conversion. (iii) introduction of new high-entropy hydrides for fast and reversible hydrogen storage at room temperature. The combination of first-principles calculations with experiments provided new insights into the mechanism underlying the high performance of high-entropy materials for different functional applications.

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。

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。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 28件、 査読あり 27件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] University of Rouen Normandy/University of Lorraine(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Campinas/Federal university of Sao Carlos(ブラジル)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite du Quebec a Trois-Rivieres(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] POSTECH(韓国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Yeditepe University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of grain refinement via high-pressure torsion on corrosion behavior of medium- and high-entropy alloys CoCrFeNi and CoCrFeMnNi with various chromium contents2024

    • 著者名/発表者名
      N. Hata, M. Yuasa, H. Miyamoto, K. Edalati
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 59 号: 14 ページ: 5891-5905

    • DOI

      10.1007/s10853-024-09458-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Laser fragmentation of high-entropy oxide for enhanced photocatalytic carbon dioxide (CO2) conversion and hydrogen (H2) production2024

    • 著者名/発表者名
      Z.P. Tehrani, T. Fromme, S. Reichenberger, B. Gokce, T. Ishihara, T. Lippert, K. Edalati
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 35 号: 5 ページ: 104448-104448

    • DOI

      10.1016/j.apt.2024.104448

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Photocatalytic hydrogen evolution of a high-entropy oxide synthesized by mechano-thermal method2024

    • 著者名/発表者名
      O. Guler, M. Boyrazl;, M.G. Albayrak, S.H. Guler, T. Ishihara, K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 17 号: 4 ページ: 853-853

    • DOI

      10.3390/ma17040853

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Significance of Interphase boundaries on activation of high-entropy alloys for hydrogen storage2024

    • 著者名/発表者名
      S. Dangwal, K. Edalati
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 50 ページ: 626-636

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2023.07.327

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-entropy alloy TiV2ZrCrMnFeNi for hydrogen storage at room temperature with full reversibility and good activation2024

    • 著者名/発表者名
      S. Dangwal, K. Edalati
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 238 ページ: 115774-115774

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2023.115774

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of high-pressure torsion on first hydrogenation of Laves phase Ti0.5Zr0.5(Mn1-xFex)Cr1 (x = 0, 0.2 and 0.4) high entropy alloy2023

    • 著者名/発表者名
      J. Hidalgo-Jimnez, J.M. Cubero-Sesin, K. Edalati, S. Khajavi, J. Huot
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 969 ページ: 172243-172243

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2023.172243

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Superfunctional high-entropy alloys and ceramics by severe plastic deformation2023

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Rare Metals

      巻: 42 号: 10 ページ: 3246-3268

    • DOI

      10.1007/s12598-023-02340-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structure and hydrogen storage properties of AB-type TiZrNbCrFeNi high-entropy alloy2023

    • 著者名/発表者名
      G. Andrade, G. Zepon, K. Edalati, A. Mohammadi, Z. Ma, H.W. Li, R. Floriano
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 48 号: 36 ページ: 13555-13565

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2022.12.134

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High strength and high ductility of a severely deformed high-entropy alloy in the presence of hydrogen2023

    • 著者名/発表者名
      A. Mohammadi, P. Edalati, M. Arita, J.W. Bae, H.S. Kim, K. Edalati
    • 雑誌名

      Corrosion Science

      巻: 216 ページ: 111097-111097

    • DOI

      10.1016/j.corsci.2023.111097

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Superfunctional materials by ultra-severe plastic deformation2023

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 16 号: 2 ページ: 587-587

    • DOI

      10.3390/ma16020587

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Visible-light photocatalytic oxygen production on a high-entropy oxide with multiple-heterojunction introduction2022

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, Y. Itagoe, H. Ishihara, T. Ishihara, H. Emami, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Visible-light photocatalytic oxygen production on a high-entropy oxide by multiple-heterojunction introduction

      巻: 433 ページ: 114167-114167

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2022.114167

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Significant CO2 photoreduction on a high-entropy oxynitride2022

    • 著者名/発表者名
      S. Akrami, P. Edalati, Y. Shundo, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Journal

      巻: 449 ページ: 137800-137800

    • DOI

      10.1016/j.cej.2022.137800

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] High-entropy hydrides for fast and reversible hydrogen storage at room temperature: binding-energy engineering via first-principles calculations and experiments2022

    • 著者名/発表者名
      A. Mohammadi, Y. Ikeda, P. Edalati, M. Mito, B. Grabowski, H.W. Li, K. Edalati
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 236 ページ: 118117-118117

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.118117

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructure and defect effects on strength and hydrogen embrittlement of high-entropy alloy CrMnFeCoNi processed by high-pressure torsion2022

    • 著者名/発表者名
      A. Mohammadi, P. Edalati, M. Arita, J.W. Bae, H.S. Kim, K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 844 ページ: 143179-143179

    • DOI

      10.1016/j.msea.2022.143179

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Homogenization on Microstructure and Hardness of Arc-Melted FeCoNiMn High Entropy Alloy During High-Pressure Torsion (HPT)2022

    • 著者名/発表者名
      Alijani, Fatemeh Reihanian, Mohsen Gheisari, Khalil Edalati, Kaveh Miyamoto, Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Materials Engineering and Performance

      巻: 31 号: 6 ページ: 5080-5089

    • DOI

      10.1007/s11665-021-06573-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gradient-structured high-entropy alloy with improved combination of strength and hydrogen embrittlement resistance2022

    • 著者名/発表者名
      A. Mohammadi, M. Novelli, M. Arita, J.W. Bae, H.S. Kim, T. Grosdidier, K. Edalati
    • 雑誌名

      Corrosion Science

      巻: 200 ページ: 110253-110253

    • DOI

      10.1016/j.corsci.2022.110253

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Nanomaterials by severe plastic deformation: review of historical developments and recent advances2022

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, et al.
    • 雑誌名

      Materials Research Letters

      巻: 10 号: 4 ページ: 163-256

    • DOI

      10.1080/21663831.2022.2029779

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Corrosion behavior of ultrafine grained CoCrFeMnNi high-entropy alloys fabricated by high-pressure torsion2022

    • 著者名/発表者名
      H. Shimizu, M. Yuasa, H. Miyamoto, K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials

      巻: 15` 号: 3 ページ: 1007-1007

    • DOI

      10.3390/ma15031007

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Defective high-entropy oxide photocatalyst with high activity for CO2 conversion2022

    • 著者名/発表者名
      S. Akrami, Y. Murakami, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Applied Catalysis B

      巻: 303 ページ: 120896-120896

    • DOI

      10.1016/j.apcatb.2021.120896

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-entropy alloys as anode materials of nickel - metal hydride batteries2022

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, A. Mohammadi, Y. Li, H.W. Li, R. Floriano, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 209 ページ: 114387-114387

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2021.114387

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microstructure and microhardness of dual-phase high-entropy alloy by high-pressure torsion: twins and stacking faults in FCC and dislocations in BCC2022

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, A. Mohammadi, M. Ketabchi, K. Edalati
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 894 ページ: 162413-162413

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.162413

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrogen storage properties of new A3B2-type TiZrNbCrFe high-entropy alloy2022

    • 著者名/発表者名
      R. Floriano, G. Zepon, K. Edalati, G.L.B.G. Fontana, A. Mohammadi, Z. Ma, H.W. Li, R.J. Contieri
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 46 号: 46 ページ: 23757-23766

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2021.04.181

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Phase transformations in Al-Ti-Mg powders consolidated by high-pressure torsion: Experiments and first-principles calculations2021

    • 著者名/発表者名
      Tang Yongpeng、Murayama Mitsuhiro、Edalati Kaveh、Wang Qing、Iikubo Satoshi、Masuda Takahiro、Higo Yuji、Tange Yoshinori、Ohishi Yasuo、Mito Masaki、Horita Zenji
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 889 ページ: 161815-161815

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.161815

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-entropy ceramics: review of principles, production and applications2021

    • 著者名/発表者名
      S. Akrami, P. Edalati, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering R

      巻: 146 ページ: 100644-100644

    • DOI

      10.1016/j.mser.2021.100644

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-pressure torsion for synthesis of high-entropy alloys2021

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati, H.W. Li, A. Kilmametov, R. Floriano, C. Borchers
    • 雑誌名

      Metals

      巻: 11 号: 8 ページ: 1263-1263

    • DOI

      10.3390/met11081263

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis of biocompatible high-entropy alloy TiNbZrTaHf by high-pressure torsion2021

    • 著者名/発表者名
      J. Gonzalez-Masis, J.M. Cubero-Sesin, A. Campos-Quiros, K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 825 ページ: 141869-141869

    • DOI

      10.1016/j.msea.2021.141869

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrahigh hardness in nanostructured dual-phase high-entropy alloy AlCrFeCoNiNb developed by high-pressure torsion2021

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, A. Mohammadi, M. Ketabchi, K. Edalati
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 884 ページ: 161101-161101

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.161101

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Phase transformation and microstructure evolution in ultrahard carbon-doped AlTiFeCoNi high-entropy alloy by high-pressure torsion2021

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, A. Mohammadi, Y. Tang, R. Floriano, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 302 ページ: 130368-130368

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2021.130368

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-entropy oxynitride as low-bandgap and stable photocatalyst for hydrogen production2021

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, X.F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 9 号: 26 ページ: 15076-15086

    • DOI

      10.1039/d1ta03861c

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Development of a high entropy oxide with mixed d0 and d10 electronic configurations for photocatalytic water splitting and CO2 conversion2024

    • 著者名/発表者名
      J. Hidalgo- Jimenez, T. Akbay, X. Sauvage, L. van Eijck, J. Huot, T. Ishihara, K. Edalati
    • 学会等名
      The 174th Annual Spring Meeting of the Japan Institute of Metals and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Assessing enthalpy for AB2-type high-entropy hydrogen storage materials using machine learning and comparison with experiments and DFT calculations2024

    • 著者名/発表者名
      S. Dangwal, Y. Ikeda, B. Grabowski, K. Edalati
    • 学会等名
      The 174th Annual Spring Meeting of the Japan Institute of Metals and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-entropy alloys for room-temperature hydrogen storage2023

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      Annual Fall Meeting of The Japan Institute of Metals and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultra-severe plastic deformation for room-temperature superplasticity and superfunctionality2023

    • 著者名/発表者名
      K. Edalati
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Superplasticity in Advanced Materials (ICSAM)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-entropy oxynitride as a low-bandgap and stable photocatalyst for hydrogen production2023

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, X.F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation (NanoSPD8)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Cr content on corrosion behavior of nanostructured CoCrFeMnNi and CoCrFeNi high-entropy alloys processed by high-pressure torsion2023

    • 著者名/発表者名
      H. Miyamoto, N. Hata, M. Yuasa, K. Edalati
    • 学会等名
      International Workshop on High-Entropy Alloys
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal structure and hydrogen storage properties of AB-type TiZrNbCrFeNi high-entropy alloy2023

    • 著者名/発表者名
      R. Floriano, G. Zepon, K. Edalati, G. Andrade, A. Mohammadi, Z. Ma, H.W. Li
    • 学会等名
      The XX SBPMat
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen embrittlement of a CrMnFeCoNi high-entropy alloy treated by ultrasonic shot peening2023

    • 著者名/発表者名
      M. Novelli, A. Mohammadi, M. Arita, J.W. Bae, T. Grosdidier, H.S. Kim, K. Edalati
    • 学会等名
      International Conference on the Strength of Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of grain refinement on the corrosion behavior of CoCrFeNiMn and CoCrFeNi high entropy alloys2023

    • 著者名/発表者名
      N. Hata, H. Miyamoto, M. Yuasu, K. Edalati
    • 学会等名
      Annual Spring Meeting of The Japan Institute of Metals and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Reversible Hydrogen Storage in High Entropy Alloy TiV2ZrCrMnFeNi at Room Temperature2023

    • 著者名/発表者名
      S. Dangwal, K. Edalati
    • 学会等名
      Annual Spring Meeting of The Japan Institute of Metals and Materials
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-entropy oxynitride as a low-bandgap and stable photocatalyst for hydrogen production2022

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, X.F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 学会等名
      The 59th Symposium on Powder Science and Technology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-entropy oxynitride as a low-bandgap and stable photocatalyst for hydrogen production2022

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, X.F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 学会等名
      Tokai Branch Meeting of Ceramic Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High-entropy oxynitride as a low-bandgap and stable photocatalyst for hydrogen production2021

    • 著者名/発表者名
      P. Edalati, X.F. Shen, M. Watanabe, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 学会等名
      The 14th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM 14)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-pressure TiO2-II polymorph as an active photocatalyst for CO2 to CO conversion2021

    • 著者名/発表者名
      S. Akrami, M. Watanabe, T.H. Ling, T. Ishihara, M. Arita, M. Fuji, K. Edalati
    • 学会等名
      The 14th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM 14)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] The Second International Workshop on Superfunctional Energy/Nano Materials (SENM2023)2023

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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