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2019 年度 実績報告書

多次元組織データを用いた組織予測理論へのデータ同化による新規材料設計因子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K13983
研究機関東京大学

研究代表者

江草 大佑  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80815944)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワードアルミニウム / 1XXX / 特性予測 / 不純物元素 / データ同化
研究実績の概要

持続発展可能な社会の構築に向けて、エネルギー利用効率化を推進する高機能軽金属材料の開発は重要な課題である。軽金属材料では微量添加元素による微視的組織制御が不可欠であり、近年では計算科学・データ科学を用いた材料設計が注目されている。こういった設計アプローチは既存の理論・データの範疇での特性最適化・プロセス開発効率化に対しては有効に働くと考えられるが、革新的な高機能材料開発に向けては材料特性に影響する新規な微細組織因子の発見が重要である。
本研究では、アルミニウム合金の機械的特性を主な対象として、原子~ミクロスケールにかけて取得可能な多次元組織データに対して理論予測・機械学習アプローチを用いて、材料特性に寄与する組織データを抽出するとともに、抽出データをデータ同化手法により材料組織学の理論に還元し、高機能材料設計の指針となる新規微細組織因子を見出すことを目的とする。
今年度は機械的特性を制御した種々のアルミニウム合金に対して組織データを取得するとともに、機械的特性に影響する微細組織因子の抽出を行った。1000系(工業的純アルミ)および8000系(Fe過剰添加Al合金)合金についての調査結果より、工業的に不可避な不純物元素であるFeおよびSi元素が機械的特性の変化に強く寄与していることを確認した。取得した多次元組織データを用いてAl合金の硬さ変化を説明するモデルを構築し、抽出した微細組織因子の妥当性を検討した。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] The LPSO Structure with an Extra Order beyond Stacking Periodicity2020

    • 著者名/発表者名
      Egusa Daisuke、Somekawa Hidetoshi、Abe Eiji
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 61 ページ: 833~838

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-MM2019010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Al-Fe合金における加工軟化現象の起源 -Al13Fe4相による不純物スカベンジング効果-2020

    • 著者名/発表者名
      原聡宏、江草大佑、三原麻未、田中宏樹、大沼郁雄、阿部英司
    • 雑誌名

      軽金属

      巻: accepted ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observations of Precursor Short-Range Order Clusters of Solute Atoms in a LPSO-Forming Mg-Zn-Gd Ternary Alloy2019

    • 著者名/発表者名
      Egusa D.、Kawaguchi K.、Abe E.
    • 雑誌名

      Frontiers in Materials

      巻: 6 ページ: 266

    • DOI

      10.3389/fmats.2019.00266

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Al-Mg-Si合金β”相のSTEM直接観察に基づく微細構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      木下亮平, 江草大佑, 佐々木泰祐, 宝野和博, 立山真司, 箕田正, 田中宏樹, 阿部英司
    • 学会等名
      日本金属学会第166回講演大会
  • [学会発表] Al-Fe合金の加工軟化現象に及ぼす添加Feの影響2020

    • 著者名/発表者名
      原 聡宏, 江草 大佑, 三原 麻未, 田中 宏樹, 大沼郁雄, 阿部 英司
    • 学会等名
      日本金属学会 第166回春期講演大会
  • [学会発表] Development of prediction techniques for long-term performance of Mg alloys based on Materials Integration approach2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Egusa
    • 学会等名
      ICME 2019 (The 5th World Congress on Integrated Computational Materials Engineering)
    • 国際学会
  • [学会発表] 6xxx系Al合金微細析出相のSTEM/APTによる構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      木下亮平, 松浦祐樹, 江草大佑, 佐々木泰祐, 宝野和博, 立山真司, 箕田正, 田中宏樹, 阿部英司
    • 学会等名
      日本金属学会 2019年秋期(第165回)講演大会
  • [学会発表] 6xxx系アルミニウム合金微細析出物の定量構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      木下亮平, 松浦祐樹, 江草大佑, 佐々木泰祐, 宝野和博, 立山真司, 箕田正, 田中宏樹, 阿部英司
    • 学会等名
      軽金属学会 第137回秋期大会
  • [学会発表] STEMによる6000系Al合金微小析出物の構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      木下亮平, 江草大佑, 佐々木泰祐, 宝野和博, 立山真司, 箕田正, 田中宏樹, 阿部英司
    • 学会等名
      日本金属学会 関東支部 第16回 ヤングメタラジスト研究交流会
  • [学会発表] 1000系アルミニウム箔の機械的特性に及ぼす微量不純物元素の影響2019

    • 著者名/発表者名
      原 聡宏, 江草 大佑, 三原 麻未, 田中 宏樹, 阿部 英司
    • 学会等名
      軽金属学会 第136回春期大会
  • [学会発表] Impurity effects on mechanical properties of 1xxx series aluminum thin foils2019

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Hara, Daisuke Egusa, Mami Mihara, Hiroki Tanaka, Eiji Abe
    • 学会等名
      PRICM10 (The 10th Pacific Rim International Conferene on Advanced Materials and Processing)
    • 国際学会
  • [学会発表] アルミニウム合金の加工軟化現象に及ぼすFe添加量の影響2019

    • 著者名/発表者名
      原 聡宏, 江草 大佑, 三原 麻未, 田中 宏樹, 阿部 英司
    • 学会等名
      日本金属学会 2019年秋期(第165回)講演大会
  • [学会発表] アルミニウム合金の加工軟化現象に及ぼすFe添加の影響2019

    • 著者名/発表者名
      原 聡宏, 江草 大佑, 三原 麻未, 田中 宏樹, 阿部 英司
    • 学会等名
      軽金属学会 第137回秋期大会

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公開日: 2021-01-27  

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