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2020 年度 実績報告書

X線吸収分光法によるキンク形成過程の局所構造変化その場追跡

公募研究

研究領域ミルフィーユ構造の材料科学-新強化原理に基づく次世代構造材料の創製-
研究課題/領域番号 19H05130
研究機関九州大学

研究代表者

西堀 麻衣子  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20462848)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードLPSO型Mg合金 / キンクバンド / 顕微XAFS / 局所構造 / スペクトルシミュレーション
研究実績の概要

キンク形成・強化のメカニズムをX線吸収分光法により観察した局所構造変化から議論することを目的として、キンク導入したモデル構造のX線吸収微細構造(XAFS)スペクトルシミュレーションおよびLPSO相中のキンクバンドに存在するZn原子に着目した走査型顕微蛍光XAFS測定を試みた。
18R-LPSO単相材(Mg85Zn6Y9)に導入されたキンクバンドに対してZn-K吸収端走査型顕微蛍光XAFS測定を実施し、キンクバンド中でのL12クラスタの変形およびその変形とキンクバンドとの相関を検討した。キンクバンドの短手方向に沿ってスペクトル形状の類似性を示す相関係数を求めた結果、キンクバンド領域で相関係数に変化が見られた。このことから、キンクバンドと関連するスペクトル形状変化が計測できたことが示唆された。
XAFS測定で明らかとなった変化を解釈するため、キンクバンドを想定した刃状転位列モデルと曲げ変形モデルを作製し、Zn-K XAFSスペクトルシミュレーションを実施した。得られたシミュレーションスペクトルを詳細に解析した結果、原子位置の緩和にともないホワイトラインピークが低エネルギー側にシフトすること、転位により切断されたL12クラスタ中に含まれるZnのスペクトル形状は無変形のクラスタと比較して大きく変化することが分かった。キンクバンド導入前後の差分スペクトルを求め、実際に計測したスペクトルと比較したところ、刃状転位モデルと変化の特徴が類似することがわかった。以上の結果から、クラスタの転位による切断がキンクバンドで生じている可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Observation of Chemical State for Interstitial Solid Solution of Carbon in Low-carbon Steel by Soft X-ray Absorption Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Kakeru、Kamitani Kazutaka、Tamenori Yusuke、Tsuruta Kazuki、Okajima Toshihiro、Yoshimura Daisuke、Sawada Hideaki、Kinoshita Keisuke、Nishibori Maiko
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 60 ページ: 114~119

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-206

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the dynamic behavior and local structure of solid-solution carbon in age-hardened low-carbon steels by soft X-ray absorption spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Ninomiya Kakeru、Kamitani Kazutaka、Tamenori Yusuke、Tsuruta Kazuki、Takata Ken、Sawada Hideaki、Kinoshita Keisuke、Nishibori Maiko
    • 雑誌名

      Materialia

      巻: 14 ページ: 100876~100876

    • DOI

      10.1016/j.mtla.2020.100876

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] X線吸収分光法による低次元マテリアルの構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      二宮翔, 西堀麻衣子
    • 雑誌名

      セラミックス誌

      巻: 55 ページ: 567-570

  • [学会発表] X線吸収分光によるLPSO型Mg合金の溶質クラスタ構造解析2020

    • 著者名/発表者名
      西堀麻衣子, 二宮翔, 江草大佑, 阿部英司
    • 学会等名
      軽金属学会 第138回春期大会
  • [学会発表] 材料組織設計の次世代放射光ソリューション2020

    • 著者名/発表者名
      西堀麻衣子
    • 学会等名
      資源・素材学会 秋季大会 資源・素材2020
    • 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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