研究課題
従来、アルファ鉄系材料の塑性変形は、バーガースベクトルが1/2<111> の転位によって担われると考えられてきた。一方、「高エネルギー転位」である <100> 転位は、安定には導入できない転位として無視されてきた。<100> 転位は、1/2<111> 転位に比べて移動度が極めて低く動きにくいと考えられるため、主な転位の種類を<100>転位に変えることのみによって、鉄を強化できると期待される。本研究では、<100> 転位を利用した鉄系材料の全く新しい強化原理を開拓することを目的とする。このために、<100> 転位を主な転位源として優先的に導入するための条件を探索し最適化する。また透過電子顕微鏡観察によって、<100> 転位の移動度等を評価し、<100> 転位による鉄の強化への影響の程度を明らかにする。本研究は、最も重要な構造材料の一つであるフェライト鋼材料の革新的な改良の基盤となるものである。昨年度は、純鉄を対象として、塑性変形によって <100> 転位を導入し得るか否かを調べた。本年度は、変形とは別のプロセスによる転位導入の可能性を探索すべく、同じく純鉄を対象として、主に高エネルギー電子照射によって <100> 転位を導入し得るか否かを調べた。また、<100> 転位どうしが衝突した場合に起こる転位反応を電子顕微鏡その場観察によって調べた。さらに、<100> プリズマティック転位ループの異方的拡散挙動に関する成果を論文化した。
2: おおむね順調に進展している
本年度は、純鉄を対象として、主に高エネルギー電子照射によって <100> 転位を導入し得るか否かを調べた。また、<100> 転位どうしが衝突した場合に起こる転位反応を電子顕微鏡その場観察によって調べた。様々な条件での高エネルギー電子照射によって、比較的高温での照射により <100> 転位を支配的な転位として導入し得ることを明らかにした。また、こうして導入した転位どうしが衝突した場合にどのような転位反応が起こるのかを明らかにした。その結果、<100> 転位どうしの反応は、1/2<111> 転位の生成を促進する因子にはなりにくいと結論した。さらに、<100> 転位ループの異方的拡散挙動に関する成果を論文化した。
本年度に引き続き、<100> 転位を主な転位源として優先的に導入するための条件を探索し最適化する。そのために、電子顕微鏡内での試料変形－転位挙動のその場観察によって、<100> 転位の導入過程を明らかにすること等を目的とする。
当初の予定よりも実験が順調に進み、計上していた額よりも物品費が少なく済んだため。
今年度は既に3件の国際会議での招待講演を受諾している。繰越額は、旅費の補助に充てる予定である。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件) 備考 (1件)
Scientific Reports
巻: 6 ページ: 30596(8p)
doi:10.1038/srep30596
Physical Review B
巻: 94 ページ: 24103(15p)
doi.org/10.1103/PhysRevB.94.024103
http://tem-defect.jp/index.html
