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2011 年度 実績報告書

高エネルギーX線マイクロビーム生成と金属ガラスバルク材における3次元歪分布評価

研究課題

研究課題/領域番号 21656166
研究機関京都大学

研究代表者

落合 庄治郎  京都大学, 工学研究科, 教授 (30111925)

研究分担者 奥田 浩司  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50214060)
キーワード高エネルギーX線 / 金属ガラス / ZrCuAl / 歪分布測定
研究概要

本研究は従来法では測定の困難な、重い金属元素のバルクガラス中の歪分布を直接定量評価する手法を開発し、ナノレベルで明らかになりつつある密度変調クラスターとの関係を明らかにすることにより、金属ガラスの脆化の階層性の解明をしようとするものである。本材料では、従来の硬X線では透過能不足、中性子ではビームが大きすぎるという不都合があった。極硬エネルギーX線を利用した歪測定が実現されればこれらの不都合は解消される。
本年度は微小ビーム走査法により、衝撃強度特性に大きな違いの生じる金属ガラス材料に焦点を絞り、外場によるひずみ勾配下でのバルク金属ガラス材料中の歪分布を定量評価した。113keVの高エネルギーX線を40μmに絞ったビームにより、2mm角の梁の曲げ変形下の歪の走査測定をおこない、平均歪の定量評価とともに、その変形時のPoisson比を実測した。これらのマクロな測定解析値はシャルピー衝撃吸収エネルギーの大きく異なるZrCuAl試料の間で大きな違いが見られず、平均構造としての歪やその不均一性については数十ミクロン程度の領域平均より大きな階層においては差が無いことがわかった。したがってこれらの特異的な力学特性の差は、原子-ナノスケールの不均一性との関連を明らかにすることで説明されると結論付けられた。この結論はマクロな力学的負荷をかけられる梁材を直接μmレベルのビームで内部の歪を評価するという本実験方法によって初めて得られたものである。一方、本実験で得られた強い圧縮及び引っ張り状態での試料の安定的な保持と歪評価の条件を適用し、本研究はさらに同一条件でのナノ密度揺らぎ測定法の開発へと結びついた。これは本研究の目的である階層的歪構造のよりナノレベルへの、同一エネルギー、ビーム、試料条件での展開について本年度の成果により見通しがついた。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2012 2011

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] ZrCuAl3元金属ガラス熱処理材のASAXS/高エネルギー回折2012

    • 著者名/発表者名
      前澤佑介、奥田浩司、落合庄治郎、小原真司
    • 学会等名
      日本金属学会2012年春期講演大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-29
  • [学会発表] 衝撃特性に特異性を示すZrCuAl3元金属ガラス熱処理材料のASAXS/高エネルギー回折による検討2012

    • 著者名/発表者名
      前澤佑介、荒尾亮、竹下浩樹、奥田浩司、落合庄治郎、横山嘉彦、太田
    • 学会等名
      放射光学会2012年春季講演大会
    • 発表場所
      佐賀県鳥栖市
    • 年月日
      2012-01-09
  • [学会発表] ZrCuAl金属ガラスにおける微細組織とシャルピー値の関係2011

    • 著者名/発表者名
      前澤佑介、荒尾亮、奥田浩司、落合庄治郎、横山嘉彦、太田昇
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      沖縄県宜野湾市
    • 年月日
      2011-11-08

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公開日: 2013-06-26  

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