| 研究課題/領域番号 |
18K03799
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小泉 早苗 東京大学, 地震研究所, 特任研究員 (60792504)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | カンラン石 / ビッカース / 破壊靭性 / 粒径サイズ効果 / 焼結 |
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| 研究実績の概要 |
前年度は、カンラン石多結晶体中の微量元素の固溶度測定のため、粒界の実効体積が非常に高い試料の合成技術と、粒径制御技術の確立を行った。
本年度は、前年度に作成した、200nmを切る極細粒かつ空孔率<0.01%の高緻密多結晶体および、この試料の粒成長実験によって得た、0.2～1μmの約一桁の範囲の粒径に制御した試料を用いて、ビッカース硬度および破壊靭性測定の2種類の試料特性評価を行った。
その結果、最小粒径(0.17 μm)の時にビッカース硬度～17 GPaで、単結晶試料試料(~10 GPa)と比較して非常に高い強度が得られた。また、約一桁の粒径範囲の試料を用いて、2桁の範囲の圧入荷重下で測定を行う事で、粒径及び、圧入サイズ効果両方を検出することが出来た。実験で得られたカンラン石の硬さにおける粒径及び圧入のサイズ効果について定式化を行った。破壊靭性値は0.8~1.1 MPa m1/2で粒径の増加に伴ってわずかに増加した。単結晶試料の破壊靭性値では0.5～0.8 MPa m1/2で、結晶方位依存性を示した。本年度はこれらの結果について国際誌に公表した(Koizumi et al 2020)。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度確立した、試料合成手法および粒径制御法、合成多結晶体試料の物性測定に関する論文が令和1年度、国際誌3本、国内外の学会発表4件において結果を発表する事が出来、本プロジェクトは順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、カンラン石多結晶体中の不適合元素の固溶限界を調べるための試料局所領域の元素濃度分析技術の確立を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定してた微細構造解析装置の利用料のよりも経費を抑えられた。次年度の試料局所領域の元素濃度分析のための試料加工や分析のため試作に充てる予定である。
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