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2015 年度 実績報告書

量子線を用いた精密構造解析によるLPSO構造の材料特性発現機構の解明

計画研究

研究領域シンクロ型LPSO構造の材料科学 ―次世代軽量構造材料への革新的展開―
研究課題/領域番号 23109003
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

相澤 一也  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J-PARCセンター, 研究主席 (40354766)

研究分担者 木村 滋  公益財団法人高輝度光科学研究センター, 利用促進部, 主席研究員 (50360821)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワードLPSO / マグネシウム / 中性子 / 放射光 / 結晶構造 / 力学特性
研究実績の概要

本年度は、中性子による構造解析では、一方向凝固18R LPSO単相のAE同時測定圧縮応力下その場中性子回折解析を進めると共に、200℃及び300℃で鋳造18R LPSO単相の高温圧縮応力下その場中性子回折実験を実施した。一方向凝固材の中性子回折の解析から、キンク変形は、前駆現象として底面すべりがあり、その後降伏点応力で格子回転によりひずみが緩和する変形であることを明らかにした。また圧縮応力負荷に対してAE信号絶対エネルギー度数分布は、特徴的な4領域に分割でき、全領域で対数正規分布的であることを明らかにした。このことは、一方向凝固18R LPSO単相の圧縮応力変形過程が微視的な応力場を反映したある種の乗算過程であることを示唆していると考えられる。またキンク発生は、発生間隔が揃う協同現象的な現象であることを明らかにした。鋳造18R LPSO合金の高温圧縮応力下その場実験により、格子再配列の結果から、LPSO相の圧縮変形モードは、室温では、底面すべりとキンク変形が活動するのに対して、高温では、柱面すべりも活動することを明らかにした。更に、また変形温度が上昇するにつれてキンク変形が抑制されることが明らかにした。
本年度は、放射光による構造解析では、OD構造が得られることが最近報告された10HのMg75Zn10Y15合金の結晶構造測定、18R LPSO単相の格子定数精密化による熱膨張係数決定等を実施した。Mg75Zn10Y15合金の構造解析では、P6/mmmでピークの強度積分ができ、格子定数も10Hに相当するa = 11.20188(68)、 c = 26.17636(156)と決定することが出来た。また18R LPSO単相熱膨張係数決定では、a軸とc軸方向で熱膨張係数が異なること及び純Mgに比べて、18R LPSO単相では、熱膨張係数が小さいことを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development of a compact compression test stage for synchrotron radiation micro-Laue diffraction measurements of long-period stacking-ordered phases in Mg-Zn-Y alloys2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, K. Kajiwara, T. Shimura
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 55 ページ: 038002

    • DOI

      10.7567/JJAP.55.038002

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] tability of Long-Period Stacking Ordered Structures at Elevated Temperatures Examined by Multicolor Synchrotron Radiation X-ray Scattering/Diffraction Measurements2015

    • 著者名/発表者名
      H. Okuda, T. Horiuchi, H. Tanaka, M. Yamasaki, Y. Kawamura, S. Kimura
    • 雑誌名

      Mater. Trans

      巻: 56 ページ: 906-909

    • DOI

      10.2320/matertrans.MH201402

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] SPring-8放射光とガンドルフィカメラを利用したシンクロ型LPSO構造マグネシウム合金の熱膨張係数測定2016

    • 著者名/発表者名
      木村 滋、安田伸広
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [学会発表] Mg基LPSO合金のミクロ組織と変形機構の中性子ビーム実験による検討2016

    • 著者名/発表者名
      相澤一也、ゴン・ウー、ステファヌス・ハルヨ、 阿部淳、川崎卓郎、 岩橋孝明、 神山崇
    • 学会等名
      平成27年度金属組織研究会
    • 発表場所
      エッサム神田ホール(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-01-29 – 2016-01-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation for Deformation Mechanism via In-situ Neutron Diffraction Combined with AE Measurement under Stress of Mg-Based LPSO Alloy2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aizawa, W. Gong, S. Harjo, J. Abe, T. Kawasaki, T. Iwahashi, T. Kamiyama
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications (Mg2015)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] In situ neutron diffraction investigation of deformation mechanism in LPSO-type alloy2015

    • 著者名/発表者名
      W. Gong, K. Aizawa, S. Harjo, T. Kawasaki, T. Iwahashi, T. Kamiyama
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications (Mg2015)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of Long Period Stacking Ordered Phases in Mg-Zn-Y Alloys under Compression2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kimura, K. Kajiwara, T. Shimura
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications (Mg2015)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of Thermal Expansion Coefficient of LPSO Magnesium Alloy with using Synchrotron Radiation and a Gandolfi Camera at SPring-82015

    • 著者名/発表者名
      N. Yasuda, S. Kimura
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Magnesium Alloys and Their Applications (Mg2015)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of kink deformation with slip deformation of 18R LPSO alloy via2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aizawa, W. Gong, S. Harjo, J. Abe, T. Kawasaki, T. Iwahashi, T. Kamiyama
    • 学会等名
      Boeing-KU Workshop on Advanced Mg Alloys
    • 発表場所
      Kumamoto University(熊本県熊本市)
    • 年月日
      2015-09-11 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [学会発表] AE and/or neutron diffraction analyses of deformation process in LPSO phase2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aizawa, W. Gong, S. Harjo, J. Abe, T. Kawasaki, T. Iwahashi, T. Kamiyama
    • 学会等名
      The International Conference “Advanced Materials Week -2015” AMW 2015
    • 発表場所
      Togliatti, Saint Petersburg, Russia
    • 年月日
      2015-06-15 – 2015-06-19
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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