| 研究課題/領域番号 |
26420725
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
松田 光弘 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80332865)
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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 | マルテンサイト変態 / 電子顕微鏡 / 構造・機能材料 / 形状記憶・超弾性 / マテリアルデザイン |
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| 研究実績の概要 |
本研究はマテリアルデザインによって新しいマルテンサイト変態の発見を試みるとともに，強度や延性など基本的材料特性の改善や新機能の創出へと導くことが目的である。本年度は以下の2項目について調査を行った。
１．50Hf-(50-X)Co-XNiおよび50Hf-(50-X)Co-XPd合金の作製と組織観察・構造解析
研究計画に沿って①50Hf-45Co-5Ni, ②50Hf-40Co-10Ni, ③50Hf-45Co-5Pd，さらに比較材として④50Hf50Co合金を作製し，組織観察・構造解析および機械的性質等の調査を行った。XRD測定と組織観察の結果，すべての試料において室温では結晶粒径約50μmのB2構造を呈しており，さらに数百nm程度のfcc構造を有するHfO2析出物も多数存在していた。冷間圧延の結果，2元系合金は最大圧下率40％以下と脆性的であったが，NiおよびPd置換材では，最大圧下率約80％を示すなど加工性が向上しており，さらに硬度値も低下していることがわかった。圧延材をTEM観察に供したところ，主にb = <100>を有する転位が観察され，マルテンサイト相は見られなかった。以上のように，HfCo合金のCoをNiやPdで置換することにより高延性化にはつながったが，マルテンサイト相の存在は確認できなったことから，高延性化メカニズムやマルテンサイト変態の生成機構等については今後，詳細に調査する。
２．電子顕微鏡観察用試料に関する作製方法の確立と解析方法の習得。
海外研修制度を利用することで，X線回折やTEMによる解析手法として，結晶子サイズや局所的なひずみを算出可能なClassical & Modified Williamson-Hall法ならびにPASAD法などの解析方法を習得することができた。また電子顕微鏡観察用試料の作製に関するノウハウ等，確立することができた。
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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Hf-Co-Ni合金およびHf-Co-Pd合金に対して，組織・構造・機械的性質（強度や硬度）など基礎的データの収集を主な目的とした。重要な課題の1つである新しいマルテンサイトの発見には至っていないが，金属間化合物の欠点となっている室温延性の改善につながっており，年度当初に企画した実験計画に沿って研究は進行しているといえる。また，海外研修を利用して新しい解析方法を習得しており，今後，本研究の遂行に際して大いに活用できるといえる。したがって，今年度の研究に関する達成度としては，おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
H26年度と同様に，今後も申請当初の計画に沿って研究を実施する。H27年度ではまずH26年度に作製したHf合金には材料内部に多量の酸化物が形成されており，これらは局所的な合金組成のずれや偏析などマルテンサイト変態そのものを阻害する可能性もあるため，酸化物の形成を抑えた合金作製プロセスを確立し，データの再検討を行う。次に，Ti-Co系やFe-Al系など合金系を拡張して実験を行い，研究課題全体の目標である「マテリアルデザインによる新しいマルテンサイト変態の発見と新機能の創出」に向けて基礎的データ（材料組織・構造・機械的性質）の収集に注力する。さらに良好な特性を示したものには，超弾性・形状記憶など機能特性についても調査する。またH26年度に習得した種々の解析方法を本合金系に適用し，材料特性の理解をより深める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
H26年度は海外研修による解析方法の取得に長時間費やしたため，当初の予定よりも消耗品費を低く抑えることができた。そのため，H27年度にはそれら解析方法を本研究課題に適用する上でも実験量が必然的に増加することから，前年度の研究費を主に物品費にあてる。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度の研究費によって，本研究の遂行に必要不可欠な消耗品および備品を購入し、学会発表や論文投稿により研究成果を公表する。設備備品については、H26年度の実験結果も受けて酸化物の形成を抑えるためにも，合金そのものを作製する小型のアーク溶解炉装置などを新規購入にあてる。旅費に関しては、申請者が所属する学会の年次大会（年2回）にて報告する予定である。その他、本研究課題に関して少しでも読者層が広いImpact factorの高い雑誌への投稿を試みる。
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