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2017 年度 実績報告書

“単結晶育成が極めて困難な”Mg合金およびMg基化合物相の単結晶弾性特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K14166
研究機関大阪大学

研究代表者

多根 正和  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80379099)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード弾性率 / 単結晶 / マグネシウム合金 / 結晶配向性 / マイクロメカニックス
研究実績の概要

長周期積層型規則構造相とα-Mg相(hcp構造)の二相組織を有するMg-Zn-Y合金の押出材に対して、共鳴超音波スペクトロスコピーと電磁超音波共鳴法を組み合わせた手法を用いて、室温にて各相の弾性率、形状および体積分率を反映した全ての独立な弾性スティフネスを測定した。さらに、電磁超音波共鳴法を用いて10 K近傍の低温域での弾性率の測定をおこなった。押出加工材の加工方向に平行および垂直な断面に対する光学顕微鏡観察を行い、二相組織中の長周期積層型規則構造相とα-Mg相の形態およびそれらの体積分率を明らかにした。また、X線極点図測定を用いた結晶配向性の解析を実施し、電子線マイクロアナライザーを用いた長周期積層型規則構造相とα-Mg相の組成分析をおこなった。得られた結晶配向性、長周期積層型規則構造相とα-Mg相の体積分率および形状の情報に基づき、Mori-Tanakaの平均場近似、Eshelbyの等価介在物理論およびinverse Voigt-Reuss-Hill近似を用いて、長周期積層型規則構造相の弾性特性を解析した。その結果、長周期積層型規則構造相の弾性率は、Mg-Zn-Y合金中のZnおよびY濃度に依存することが明らかになった。第一原理計算を用いてMg-Zn-Y合金中に形成される短範囲規則クラスターを考慮した弾性率の計算をおこなった。その結果、長周期積層型規則構造相の弾性特性は短範囲規則クラスターの密度およびクラスターの安定性に依存することが明らかとなった。また、第一原理計算により、長周期積層型規則構造相の積層構造(14H、 18R、10H)が弾性特性に及ぼす影響を明らかにした。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Insignificant elastic-modulus mismatch and stress partitioning in two-phase Mg-Zn-Y alloys comprised of α-Mg and long-period stacking ordered phases2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tane, S. Suzuki, M. Yamasaki, Y. Kawamura, K. Hagihara, H. Kimizuka
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering A

      巻: 710 ページ: 227-239

    • DOI

      10.1016/j.msea.2017.10.069

    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタンおよびチタン合金の弾性特性2018

    • 著者名/発表者名
      多根 正和
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 68 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 結晶配向性を有する多結晶体の弾性率から単結晶弾性率を決定する方法の構築2017

    • 著者名/発表者名
      多根 正和
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 56 ページ: 541-545

    • DOI

      10.2320/materia.56.541

    • 査読あり
  • [学会発表] Elastic properties of two-phase Mg-Zn-Y alloys comprised of α-Mg and long-period stacking ordered phases2018

    • 著者名/発表者名
      M. Tane, S. Suzuki, M. Yamasaki, Y. Kawamura, K. Hagihara, H. Kimizuka
    • 学会等名
      21st SANKEN International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロメカニックスに基づく解析手法の構築を基軸とした生体および構造用金属材料の弾性特性の解明2017

    • 著者名/発表者名
      多根 正和
    • 学会等名
      本多記念研究奨励賞受賞講演
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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