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2018 年度 実績報告書

構成クラスタ相互作用の解析に立脚したMg基LPSO形成原理解明と新規材料への展開

研究課題

研究課題/領域番号 16H04492
研究機関京都大学

研究代表者

奥田 浩司  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50214060)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードLPSO合金 / 階層的相転移 / 放射光小中角散乱 / XAFS
研究実績の概要

本研究は長周期積層秩序を形成する実用上の代表合金であるMgYZn合金の相転移過程が示す階層的相転移過程の本質を明らかにし、その知見を基盤に同じくLPSOを形成することが知られている周辺物質群をクラスターの安定性と動力学と言うメゾレベル階層で整理することを目的とした。初年度のアモルファスからのMg85Y9Zn6組成のLPSO形成の知見と2年度目のTM=ZnおよびCuによる元素置換効果の検討をふまえ、今年度は熱力学的にはZn,Cuの中間的な性格を持つと想定されているNiの振舞いを中心に調べるとともに、クラスター構造として分子量で規定されるサイズを形成するブロック共重合体の薄膜構造についても有限厚さに拘束された薄膜内での秩序形成の影響をX線ならびに中性子を利用した散乱法による評価をすすめた。
基準合金系として評価しているMgYZn系ではこれまでL12クラスターを単位とする階層的相形成を示す合金系としての特徴を放射光を利用したその場そくていによって示してきたが、これらを熱力学的にモデル系として取り扱う正当性を示す実験的根拠としてXAFSをベースとした実験手法によりL12クラスターが分子的な振舞いをすることによって擬似的な「クラスター固溶体」と呼ぶべき構造を示していることを明らかにした。すなわち、XAFSによる局所構造評価により、緩和L12構造(Y8Zn6-bcMg構造)をとる場合にのみ特徴的に現れる局所原子配置が2次元系としてのクラスターの面内密度の異なる状態間で完全に一致していることが示され、第一原理計算による再安定構造と一致することが示された。積層欠陥が導入された後の擬2次元系としてのクラスター固溶体の概念と、積層欠陥が導入されるときのキネティクスについての相変態機構を今年度解明した。ただ、本成果の最初の投稿論文査読が半年以上動いておらず、関連続報2編とも凍結状態にある。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 放射光によるMg基LPSO合金の相変態過程の研究2019

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: 69 ページ: 211-216

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] LPSO構造形成過程におけるクラスター局所構造変化2019

    • 著者名/発表者名
      近都康平, 伊藤樹人、杉野智裕、奥田浩司、田渕雅夫、君塚肇、山崎倫昭、河村能人
    • 学会等名
      放射光学会年会
  • [学会発表] tender 領域でのGISAXS 計測とブロック共重合体薄膜の深さ分解測定の試み2019

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司,櫻井伸一,五十嵐教之,為則雄祐,北島義典
    • 学会等名
      放射光学会年会
  • [学会発表] MgYZn合金LPSO中のクラスター構造の解析2018

    • 著者名/発表者名
      1.伊藤樹人,近都康平,○奥田浩司,黒川修,山崎倫昭,河村能人
    • 学会等名
      軽金属学会春季講演大会
  • [学会発表] Local structure analysis of clusters in Mg-Zn-Y alloys with long period stacking ordered structure2018

    • 著者名/発表者名
      2.K.Kintsu, M.Ito, H.Okuda, M.Tabuchi, H.Kimizuka, M.Yamasaki, Y.Kawamura
    • 学会等名
      XAFS2018,
    • 国際学会
  • [学会発表] Mg85Y9Zn6及びその周辺組成における平均周期クラスター集積組織の解析2018

    • 著者名/発表者名
      奥田浩司,田中浩登,近都康平,伊藤樹人,山崎倫昭,河村能人
    • 学会等名
      金属学会秋季大会
  • [学会発表] Hierarchical transformation path of LPSO formation as described by cluster motion in MgYZn alloy systems examined by SR-SWAXS2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Okuda,Hiroto Tanaka, Kohei Kintsu, Michiaki Yamasaki and Yoshihito Kawamura
    • 学会等名
      Thermec2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Formation and stability of average/long- period stacking ordered structures during heating amorphous Mg-Y-TM ribbons: SR-SWAXS results2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Okuda, Hiroto Tanaka, Kohei Kintsu, Mikito Ito, Hajime Kimizuka, Noriyuki Igarashi, Shigeru Kimura Michiaki Yamasaki and Yoshihito Kawamura
    • 学会等名
      LPSO2018
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-12-27  

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