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2022 年度 実績報告書

高次規則構造の形成とその構造物性-Al5Fe2相のナノ構造制御と物性発現の相関

研究課題

研究課題/領域番号 21K18825
研究機関京都大学

研究代表者

乾 晴行  京都大学, 工学研究科, 教授 (30213135)

研究分担者 岸田 恭輔  京都大学, 工学研究科, 准教授 (20354178)
陳 正昊  京都大学, 工学研究科, 助教 (20889109)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード高次規則構造 / 結晶構造 / 部分占有 / 構造物性 / 溶融アルミめっき鋼板 / 相変態 / 電子顕微鏡法 / X線回折
研究実績の概要

溶融アルミメッキ鋼板の防食性金属間化合物コーティング層の主構成相で工業的に大変重要であるAl5Fe2相で最近,これまで信じられていた斜方晶系結晶構造に加えて高次規則相が多数出現することを発見した.Al5Fe2相でこれまで信じられていた斜方晶系結晶構造では,Al2Fe組成に対応した「骨格構造」とc軸方向にAl原子のみの部分占有が許されるAl2サイト,Al3サイトが6個連続した「部分占有Alサイトチェーン」からなるとされるが,一連の「高次規則相」は,Al5Fe2相の固溶範囲内では化合物の密度は大きく変化しないという我々の最近の知見をともに考慮すると,(i) 「部分占有Alサイトチェーン」はAl原子のみではなく組成(および温度)に応じてAlおよびFe原子がある割合で部分占有する,(ii) 組成(および温度)に応じて部分占有したAlおよびFe原子がc軸チェーンサイト内で高次に規則配列することを示している.すなわち,この高次規則構造は,c軸チェーンサイト内でのAlおよびFe部分占有原子の高次規則配列によるものであり,この高次規則配列がどのように決定されるのか?その規則配列によってどのように物性が変化するのか?解明が待たれる.高次規則構造の制御により,これまでAl5Fe2相金属間化合物では知られていない新規な物性の発現や既知の物性・特性の改善の可能性に繋がり,我が国発の独自技術である溶融アルミメッキ鋼板に応用できる技術に直結する成果が上げられる可能性が高い.これらは既報のない非常に稀有な例であり,高次規則構造の構造物性について予測性を持った系統的理解の確立を本研究の目的としている.

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] オークリッジ国立研究所/オハイオ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      オークリッジ国立研究所/オハイオ州立大学
  • [国際共同研究] ルール大学ボッフム校(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ルール大学ボッフム校
  • [国際共同研究] 浦頂工科大学(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      浦頂工科大学
  • [雑誌論文] Room-temperature plastic deformation of single crystals of α-manganese - hard and brittle metallic element2023

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Suzuki Hirotaka、Okutani Masaomi、Inui Haruyuki
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 160 ページ: 103510~103510

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103510

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Room-temperature deformation of single crystals of the sigma-phase compound FeCr with the tetragonal D8b structure investigated by micropillar compression2023

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Okutani Masaomi、Suzuki Hirotaka、Inui Haruyuki、Heilmaier Martin、Raabe Dierk
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 249 ページ: 118829~118829

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2023.118829

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Plastic deformation of bulk and micropillar single crystals of Mo5Si3 with the tetragonal D8 structure2022

    • 著者名/発表者名
      Kishida Kyosuke、Chen Zhenghao、Matsunoshita Hirotaka、Maruyama Takuto、Fukuyama Takayoshi、Sasai Yuta、Inui Haruyuki、Heilmaier Martin
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 155 ページ: 103339~103339

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2022.103339

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] パーライト鋼単結晶マイクロピラーの圧縮変形挙動の方位依存性2023

    • 著者名/発表者名
      森崎 睦、門田 信幸、岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2023年 春期(第171回)講演大会
  • [学会発表] μ-Fe6Ta7の塑性変形挙動2023

    • 著者名/発表者名
      岸 達郎、陳 正昊、岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2023年 春期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Ambient-temperature Plasticity of Brittle Intermetallics at Micron-meter Size Scales2023

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Inui、Kyosuke Kishida
    • 学会等名
      TMS 2023 Annual Meeting & Exhibition
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ambient-temperature Plasticity of Brittle Intermetallics at Micron-meter Size Scales2022

    • 著者名/発表者名
      Haruyuki Inui
    • 学会等名
      MATERIALS STRUCTURE & MICROMECHANICS OF FRACTURE (MSMF10)
    • 国際学会
  • [学会発表] η-Fe2Al5単結晶の塑性変形挙動2022

    • 著者名/発表者名
      YU HUAMENG、堀江 典、陳正 昊、岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] パーライト鋼単結晶マイクロピラーの塑性変形挙動2022

    • 著者名/発表者名
      森崎 睦、門田 信幸、岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] α-Mn単結晶マイクロピラーの室温圧縮変形2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 広崇、奥谷 将臣、岸田 恭輔、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Cr23C6単結晶マイクロピラーの室温塑性変形2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 充洋、乾 晴行、岸田 恭輔
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Fe-Cr系σ相における特異なすべり変形2022

    • 著者名/発表者名
      岸田 恭輔、鈴木 広崇、奥谷 将臣、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] 異方性結晶の単結晶圧縮試験におけるキンク帯形成2022

    • 著者名/発表者名
      岸田 恭輔、野瀬 浩晃、大影 晃平、乾 晴行
    • 学会等名
      日本金属学会2022年秋期(第171回)講演大会
  • [学会発表] Direct Observation of Zonal Dislocations in σ-FeCr by Atomic-Resolution Scanning Transmission Electron Microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Kishida, Masaomi Okutani, Hirotaka Suzuki, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      2022 MRS Fall Meeting and Exhibit
    • 国際学会
  • [学会発表] Plastic Deformation Behavior of Single Crystalline Pearlitic Steel Investigated by Micropillar Compression Method2022

    • 著者名/発表者名
      Mutsumi Morisaki, Nobuyuki Kadota, Kyosuke Kishida, Haruyuki Inui
    • 学会等名
      2022 MRS Fall Meeting and Exhibit
    • 国際学会
  • [備考] 京都大学 大学院工学研究科 材料工学専攻 乾研究室ホームページ

    • URL

      http://imc.mtl.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2023-12-25  

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