時間分解ラウエ回折法による衝撃破壊素過程の解明

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04820
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2017, 2019); 自治医科大学 (2018)
• 研究代表者: 一柳 光平 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (70435618)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 衝撃破壊

研究成果の概要

衝撃波を誘起するための高強度NdガラスレーザーとPhoton-Factory Advanced Ringから得られる放射光の硬X線パルスを用いたポンプ―プローブ型の時間分解X線回折測定システムの開発に成功した。開発したタイミング制御装置により任意のタイミングで放射光から得られる100ピコ秒の硬X線パルスを用いて、レーザー衝撃圧縮時における金属の衝撃微細化過程やセラミックスの衝撃誘起相転移のX線回折データを取得をするとともに、データ解析を行った。これにより、衝撃波内部で金属粒子がナノサイズ化をナノ秒の時間で起こすことが明らかとなり、その時生成された転位の密度も精度良く決定することが出来た。

自由記述の分野

衝撃超高圧

研究成果の学術的意義や社会的意義

材料の衝撃破壊過程は不可逆かつ瞬間的な動的現象であり、衝撃破壊時における物質の変形過程をその場測定するのは難しい。本研究では、放射光の硬X線パルスと衝撃波を発生させる高強度レーザーを組み合わせた時間分解X線回折法により衝撃波が伝搬する際中の材料変形機構の観測を可能にした。衝撃波による材料変化をその場測定することで、耐衝撃性の材料評価や材料設計開発の研究指針となる。