| 研究領域 | バルクナノメタル ー常識を覆す新しい構造材料の科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
25102712
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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 | 独立行政法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
染川 英俊 独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主任研究員 (50391222)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2014年度)
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| 配分額 *注記 |
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 材料工学 / マグネシウム / 粒界すべり / 粒界塑性 / ホール・ペッチ則 / 溶質元素 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、粒界塑性変形応答に及ぼす①溶質元素の効果、ならびに、②外部因子（ひずみ速度）と内部因子（結晶粒サイズ）の影響について検討を行い、以下の知見が得られた。
(1)押出温度を制御することで、平均結晶粒サイズの異なる6種類の純マグネシウム押出材を創製した。初期組織観察から、各押出材の結晶粒サイズは、1um~20umで、底面集合組織を有することを確認した。
(2) 室温引張試験によって、前記押出材の粒界塑性変形応答を評価した。強度や延性などの機械的特性や変形メカニズムは、内的・外的因子に大きく影響を受けることが分かった。低ひずみ速度領域では、強度の逆ホール・ペッチ挙動を示した。さらに、引張ひずみ速度が1x10-5 /sである時、微細結晶粒押出材（平均結晶粒サイズ：1.2um）の破断伸びは200%以上を呈し、一般的な純金属材料と異なる力学応答を示すことを確認した。
(3)SEM/EBSDやTEMを用いた変形組織解析から、主変形機構を明確にした。平均結晶粒サイズが20um以下であったことから、変形双晶の形成は極めて少なかった。一方で、粒界コンパティビリティー応力の活性化に起因し、何れの変形条件においても、底面・非底面転位すべり運動が変形を担っていた。しかし、ひずみ速度の低速化と結晶粒微細化にともない、粒界すべりの寄与率が大きくなることを明確にした。また、本引張試験条件下の活性化エネルギーは約80kJ/molと算出され、マグネシウムの粒界拡散の活性化エネルギー：92kJ/molに近いことから、粒界すべりの主要因は、すべり運動に誘発された機構（slip-induced GBS）ではなく、粒界拡散に起因することを明らかにした。
(4)前年度創製した微細粒二元系合金を熱処理することで、底面集合組織を維持したまま平均結晶粒サイズを100 um以上に粗大化させることに成功した。同材（粗大粒材）の内部摩擦試験結果から、微細粒材と同様の挙動が発現することを確認した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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