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2014 年度 実績報告書

α鉄中のボロンの存在状態と拡散:第一原理計算と実験の統合によるアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 26289231
研究機関大阪府立大学

研究代表者

沼倉 宏  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40189353)

研究分担者 仲村 龍介  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70396513)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード状態図 / 拡散 / 鉄鋼材料
研究実績の概要

1. Fe-B超希薄合金の作製: 計画しているほとんどの実験に必要になる、B濃度が 50 mol ppm 程度のFe-B合金を、純鉄とFe2B化合物を出発材料としてアルゴンアーク溶解を繰り返すことによって作製した。100 mol ppm程度になると2~3割ほどB濃度が低めの組成になることがわかった。それを補うように素材を調合すれば目的組成の超希薄合金を作製できる。
2. Bの固溶形態の解明: イオンチャネリング実験に用いる単結晶あるいは粗大粒結晶(粒径 5 mm 以上)の育成を、ひずみ焼鈍法によって純鉄Fe-B希薄合金の板状試料(1 mm x 5 mm x 50 mm)を用いて試みた。純鉄では粗大粒結晶はできにくかった。B濃度 10 ppm 程度の合金ではいくつか粒径 5 mm 程度あるいはそれ以上の大きさの粗大粒結晶が得られた。板面の法線の方位は <112> に近いものが多かった。チャネリング実験には板面法線が低指数の結晶方向にほぼ平行な試料が複数(異なる方位のもの)が必要となるので、引き続き粗大粒育成を試みなければならない。これまでに得られた粗大粒試料でチャネリング実験が可能か否かを調べるため、東北大学金属材料研究所に設置されているイオンビーム分析装置で予備実験をおこなう予定である。
3. Bの固溶限の決定: 得られた超希薄合金の熱分析をおこなう計画であったが、まだ実施できていない。
4. Bの長距離拡散係数測定の予備実験: 大阪大学に設置されている二次イオン質量分析(SIMS)装置で、標準試料を用いてBの定量の予備実験をおこなった。10 mol ppm 程度の低い濃度では濃度と検出信号強度によい直線関係は得られず、今後試料の調整方法と分析方法を詳しく検討しなければならない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

超希薄合金試料の作製に予定よりも長い期間を要した。単結晶・粗大粒の育成が容易でなかった。

今後の研究の推進方策

1. 実験のペースを上げる。
2. 純鉄ではひずみ焼鈍法では結晶成長が起こりにくいので、置換型合金元素を微量添加した合金で単結晶を作製する。Bの占有位置をイオンチャネリング実験で決定するにあたり、添加した元素の影響は無視できる元素を注意深く選べば目的は果たせると考えられる。

備考

http://www.engm.mtr.osakafu-u.ac.jp/

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公開日: 2016-06-01  

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