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2011 年度 実績報告書

材料磁気科学の新展開と実用材料技術への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19106013
研究機関熊本大学

研究代表者

連川 貞弘  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (40227484)

研究分担者 粉川 博之  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10133050)
西田 稔  九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 教授 (90183540)
井 誠一郎  物質・材料研究機構, ハイブリッド材料センター, 主任研究員 (60435146)
森園 靖浩  熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (70274694)
キーワード磁場 / 粒界 / 磁気モーメント / 第一原理計算 / 相変態 / 変態エントロピー / DSC / パーライト
研究概要

本研究は,『材料磁気科学』の基礎を確立するとともに,"磁場効果・磁場機能"を実用材料技術へ応用展開するための先導的研究を行うことを目的としている。当該年度は,研究の最終年度にあたることから,これまでの研究成果をまとめ必要な補足実験を行った。得られた成果は下記の通りである。
1.粒界磁性に関する研究:前年度までに確立したTEM/EELS法による局所磁気モーメントの測定方法を用いて,純Feおよび純Niの粒界局所磁気モーメントを測定し,粒界磁気モーメントが粒界相対方位差に著しく依存することを初めて明らかにした。さらに,第一原理計算手法よる理論的検討から,粒界における磁気モーメントの増加は,粒界における自由体積と密接に関連することを明らかにした。
2.Fe-Co合金の相変態に及ぼす磁場の影響:本研究課題において設計・作製した磁場中示差走査熱分析装置(磁場中DSC)を用いて,種々の組成を有するFe-Co合金についてα/γ相変態挙動に及ぼす磁場の影響を検討した結果,磁場の印可により,変態開始温度が高温側にシフトすることを見出した。また,特筆すべき成果として,変態エントロピーが磁場作用下では減少することを世界で初めて明らかにした。
3.高炭素鋼伸線ワイヤの時効軟化の磁場による抑制効果:伸線加工された高炭素鋼における時効現第3段階における軟化現象が磁場の印可により抑制されることを見出した。SEM/EBSDを用いたパーライト微細組織の観察結果から,磁場作用によってパーライトブロックの回復とフェライト相の再結晶が抑制されることが見出された。このことが,時効軟化の抑制の原因であると結論された
4.β-Ti合金の時効ω相の析出に及ぼす磁場の影響:磁場中の時効がω相の成長促進(硬度上昇)をもたらすことを明らかにした。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (23件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Self-accommodation of B19' martensite in Ti-Ni shape memory alIoys-Part I.Morphological and crystallographic studies of the variant selection rule2012

    • 著者名/発表者名
      Minoru Nishida
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine

      巻: (In press)

    • DOI

      10.1080/14786435.2012.669858

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-accommodation of B19' martensite in Ti-Ni shape memory alloys-Part II. Characteristic interface structures between habit plane variants2012

    • 著者名/発表者名
      Minoru Nishida
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine

      巻: (In press)

    • DOI

      10.1080/14786435.2012.669860

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission Electron Microscopy of Twins in 10M Martensite in Ni-Mn-Ga Ferromagnetic Shape Memory Alloy2012

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Matsuda
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: (In press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HAADF-STEM studies of athermal and isothermal w-phases in β-Zr alloy2012

    • 著者名/発表者名
      E.Okunishi
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: (In press)

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2011.12.115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain boundary plane reorientation : model experiments on bi-and tricrystals2012

    • 著者名/発表者名
      Pavel Lejcek
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 47 ページ: 5106-5113

    • DOI

      10.1007/s10853-012-6384-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental evaluation of local magnetic moment in 3d transition metals by TEM/EELS technique2012

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Ii
    • 雑誌名

      Conference Proceedings APMC 10/ICONN 2012/ACMM 22

      ページ: 380-1-380-2

  • [雑誌論文] EELS measurement of local magnetic moments at grain boundaries in nickel and iron-effect of grain boundary character2012

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Hirayama
    • 雑誌名

      Conference Proceedings APMC 10/ICONN 2012/ACMM 22

      ページ: 414-1-414-2

  • [雑誌論文] Grain boudary engineering for control of fatigue crack propagation in austenitic stainless steel2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 10 ページ: 112-117

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2011.04.021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relation between microstructures of martensite and prior austenite in 12 wt% Crferritic steel2011

    • 著者名/発表者名
      Yu Kinoshita
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 46 ページ: 4261-4269

    • DOI

      10.1007/s10853-010-5241-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of grain boundary microstructure on fatigue crack propagation in austenitic stainless steel2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 46 ページ: 4254-4260

    • DOI

      10.1007/s10853-010-5238-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain boundary engineering of titanium-stabilized 321 austenitic stainless steel2011

    • 著者名/発表者名
      Kohei Kurihara
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 46 ページ: 4270-4275

    • DOI

      10.1007/s10853-010-5244-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Potential of grain boundary engineering to suppress welding degradations of austenitic stainless steels2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kokawa
    • 雑誌名

      Science and Technology of Welding and Joining

      巻: 16 ページ: 357-362

    • DOI

      10.1179/1362171811Y.0000000021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain boundary engineering of austenitic steel PNC3 16 for use in nuclear reactors2011

    • 著者名/発表者名
      Megumi Sekine
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials

      巻: 414 ページ: 232-236

    • DOI

      10.1016/j.jnucmat.2011.03.049

    • 査読あり
  • [学会発表] Recent research activities on grain boundary engineering and friction stir welding at Tohoku University, Japan2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kokawa
    • 学会等名
      Special Seminar at Aalto University, School of Science and Technology, Espoo, Finland
    • 発表場所
      アアルト大学,エスポー市,フィンランド(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-16
  • [学会発表] Experimental evaluation of local magnetic moment in 3d transition metals by TEM/EELS technique2012

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Ii
    • 学会等名
      APMC12, ICONN2012, ACMM22
    • 発表場所
      Perth convention center, Perth, Australia
    • 年月日
      2012-02-07
  • [学会発表] EELS measurement of local magnetic moments at grain boundaries in nickel and iron-effbct of grain boundary character2012

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Hirayama
    • 学会等名
      APMC12, ICONN2012, ACMM22
    • 発表場所
      Perth convention center, Perth, Australia
    • 年月日
      2012-02-07
  • [学会発表] Effect of strain plus welding on corrosion resistance of grain boundary engineered 304 austenitic stainless steel2011

    • 著者名/発表者名
      Gouki Yamada
    • 学会等名
      International Symposium on Materials Science and Innovation for Sustainable Society, Eco-materials and Eco-innovation for Global Sustainability
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク,(大阪府)
    • 年月日
      2011-11-30
  • [学会発表] 鉄およびニッケルの粒界近傍における局所磁気モーメント2011

    • 著者名/発表者名
      平山恭介
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター,宜野湾市,(沖縄県)
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] 高Crフェライト/マルテンサイト系耐熱鋼SUH3の粒界微細組織制御2011

    • 著者名/発表者名
      吉井陽之輔
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター,宜野湾市,(沖縄県)
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] Ti-Ni合金のマルテンサイト変態に伴う組織形成とその変形による粒界制御2011

    • 著者名/発表者名
      西田稔
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋期(第149回)大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター,宜野湾市,(沖縄県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] TEM/EELSの金属材料への適用-粒界物性解明への試み-2011

    • 著者名/発表者名
      井誠一郎
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第55回シンポジウム
    • 発表場所
      サンポート高松,高松市,(香川県)
    • 年月日
      2011-10-01
  • [学会発表] Impact of Magnetic Annealing on Mechanical Properties in Fe-Sn and Fe-P alloys2011

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sonoda
    • 学会等名
      The Intern.Student Conf.on Advanced Science and Technology
    • 発表場所
      山東大学,済南市,中国
    • 年月日
      2011-09-24
  • [学会発表] Fe-PおよびFe-Sn希薄合金における粒界偏析および力学特性に及ぼす磁場中熱処理の影響2011

    • 著者名/発表者名
      園田健太
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス,(大阪府)
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] 高炭素鋼線の時効効果に及ぼす強磁場の影響2011

    • 著者名/発表者名
      西田世紀
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会秋季大会
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス,(大阪府)
    • 年月日
      2011-09-20
  • [学会発表] Crystallography and Morphology of Self-accommodationin B 19' Ti-Ni Martensite2011

    • 著者名/発表者名
      M.Nishida
    • 学会等名
      European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes
    • 発表場所
      LE CORUM, Montpellier, France(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Application of novel SEM, TEM and STEM techniques for multi-scale analysis in TiNi and β-Ti alloy2011

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Mitsuhara
    • 学会等名
      International Conference on Martensitic Trasnformation-2011
    • 発表場所
      Senri Hankyu Hotel, Toyonaka, (Osaka)
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] 粒界工学制御304オーステナイト系ステンレス鋼の耐腐食性に及ぼすひずみ付加後溶接の影響2011

    • 著者名/発表者名
      山田剛毅
    • 学会等名
      平成23年度溶接学会秋季大会
    • 発表場所
      皇學館大学,伊勢市,(三重県)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] HAADF-STEM studies of athermal and isothermal ω-phases in β-Ti and Zr alloys2011

    • 著者名/発表者名
      Eiji Okunishi
    • 学会等名
      International Conference on Martensitic Trasnformation-2011
    • 発表場所
      Senri Hankyu Hotel, Toyonaka, (Osaka)
    • 年月日
      2011-09-05
  • [学会発表] 粒界工学によるオーステナイト系ステンレス鋼溶接熱影響部の粒界腐食抑制2011

    • 著者名/発表者名
      粉川博之
    • 学会等名
      第1回溶接冶金-腐食防食共催研究委員会
    • 発表場所
      大阪市立大学梅田サテライト(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-26
  • [学会発表] Suppression of welding degradations of austenitic stainless steels by grain boundary engineering2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kokawa
    • 学会等名
      The 10th Inter-University Research Seminar on Science and Technology of Welding and Joining, Frontiers of Welding and Joining-Processes, Materials, and Automation for the Future
    • 発表場所
      トロント大学,トロント市,カナダ(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-08
  • [学会発表] Application of TEM/EELS Technique to Measurements of Local Magnetic Moments at Grain Boundaries in Metals2011

    • 著者名/発表者名
      Sadahiro Tsurekawa
    • 学会等名
      Intern.Conf.on Processing and Manufacturing of Adva need Materials (THERMEC'2011)
    • 発表場所
      Quebec Convention Center, Quebec City, Canada(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-03
  • [学会発表] Control of grain boundary microstructures in sputtered gold thin films by surface energy driven grain growth2011

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Kobayashi
    • 学会等名
      Intern.Conf.on Processing and Manufacturing of Adva need Materials (THERMEC'2011)
    • 発表場所
      Quebec Convention Center, Quebec City, Canada
    • 年月日
      2011-08-03
  • [学会発表] 実際の粒界構造を見る-超微細粒金属材料における粒界原子構造の高分解能電子顕微鏡観察-2011

    • 著者名/発表者名
      井誠一郎
    • 学会等名
      日本材料学会塑性力学分科会
    • 発表場所
      学術総合センター,(東京)
    • 年月日
      2011-06-25
  • [学会発表] α+β型Ti-Fe-O-N系合金の時効硬化と析出挙動2011

    • 著者名/発表者名
      永瀬孝文
    • 学会等名
      日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部 軽金属学会九州支部平成23年度合同学術講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス,春日市,(福岡県)
    • 年月日
      2011-06-11
  • [学会発表] Fe-SnおよびFe-P合金の力学特性に及ぼす磁場中焼鈍の影響2011

    • 著者名/発表者名
      園田健太
    • 学会等名
      日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部 軽金属学会九州支部平成23年度合同学術講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス,春日市,(福岡県)
    • 年月日
      2011-06-11
  • [学会発表] 無酸素銅における高対応粒界頻度組織形成過程のEBSDその場観察2011

    • 著者名/発表者名
      畑瀬裕基
    • 学会等名
      日本金属学会九州支部 日本鉄鋼協会九州支部軽金属学会九州支部平成23年度合同学術講演会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス,春日市,(福岡県)
    • 年月日
      2011-06-11
  • [備考]

    • URL

      http://www.msre.kumamoto-u.ac.jp/~mice/

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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