| 研究課題/領域番号 |
26289258
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岸田 恭輔 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20354178)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 変形双晶 / 変形機構 / 構造・機能材料 / 格子欠陥 |
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| 研究実績の概要 |
構造材料の分野では変形双晶による力学特性向上例が多くみられるようになっており，変形双晶の制御がますます重要視されている．変形双晶の制御のためには，変形双晶の核生成・成長に及ぼす因子の正確な理解と，核生成・成長機構の解明が必要不可欠である．本研究では新しい双晶変形モデルを提案し，変形双晶に及ぼす双晶面法線方向の垂直応力の影響などの様々な因子を実験・理論の両面から検討し，モデルの妥当性の検証を行うことを目的とする．本年度はまず研究に用いる結晶の育成，引張-せん断試験を実現するための横型引張試験機の設計および作製を行った．同時にMg，Ti，Mg-LPSO相の単結晶マイクロピラー圧縮による変形双晶形成条件の検討を行った．このうちMg単結晶マイクロピラーのin-situ圧縮試験では，バルク試料では観察されないタイプの変形双晶の活動を確認するとともに，双晶形成後の双晶内部での底面すべりの活性化に伴う急激な方位回転が生じることを見出した．さらにMg-LPSO相一方向凝固材のバルク一軸圧縮により形成する変形双晶について，TEM/STEMを用いた微細構造解析を行い，Mg- LPSO相では{1-100}をせん断面とする{11-2l}タイプの変形双晶の形成と変形双晶近傍におけるアコモデーション・キンクの形成を確認するとともに，実験結果に基づいた双晶要素の検討を行った． またTEM/STEMによるMg-LPSO相の結晶構造解析，第一原理計算による構造最適化を行い，第一原理計算による原子移動モデル評価のための基礎を確立した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は実験に用いる単結晶試料を作製するとともに，研究に用いる引張-せん断試験を実現するための横型引張試験機の設計および作製を行ったが，予定より装置作製および調整に時間がかかったため，年度末になるまでに引張―せん断試験までは着手できなかった．しかしながら，その間に平成28年度に実施を予定していた項目，マイクロピラー圧縮試験を用いた予備実験の一部に着手し，各種単結晶材料において変形双晶の導入に成功するとともに，当初は予定していなかったin-situマイクロピラー圧縮試験にも着手し，変形双晶の形成挙動に関する様々な知見を得ることに成功した．また一部の試料についてはTEM/STEMを用いた結晶構造解析，第一原理計算による構造最適化についても着実に進行している．またMg-LPSO相における変形双晶の微細構造解析に成功し，双晶要素の推定ならびに原子移動モデルの考察も行っている．以上のように，一部研究項目の着手順序に変更を加えたが，おおむね予定通り研究が進行していると自己評価している．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度の研究内容のうち，各種結晶性材料について引張-せん断試験を中心に，引き続き行うとともに，Ti, Mg, Cu-Zn, Mg-OD/LPSO相の変形双晶に関して実験・理論の両面からの検討を行う．また変形双晶の成長端における歪分布，原子配列構造の界面を目的とした研究を行う．現在までのところ，研究遂行上の大きな問題点はなく，研究計画の変更の必要はない．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成26年度中に，引張-せん断試験を実現するための横型引張試験機の設計および作製を行い，年度末の段階でほぼ主装置自体はほぼ完成した状態にあるが，これらの主装置がある程度完成するのに予想以上に時間がかかった．このため，試料保持に使う各種冶具，動的観察のための観察装置をはじめとする各種補助装置の購入，作製に着手できず，それらの補助装置に該当する分の予算の執行を遅らせる必要があったため，次年度使用額が生じた．
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成26年度末にようやく主装置が完成したので，平成27年度初頭から順次，試料保持に使う各種冶具(消耗品)，動的観察のための観察装置をはじめとする各種補助装置を予定である．
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