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2020 年度 実績報告書

単結晶弾性定数から見るハイエントロピー合金の力学特性と構造安定性

公募研究

研究領域ハイエントロピー合金:元素の多様性と不均一性に基づく新しい材料の学理
研究課題/領域番号 19H05174
研究機関神戸大学

研究代表者

田中 克志  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30236575)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード弾性異方性 / 短範囲秩序
研究実績の概要

CrCoNi三元系,およびMnFeCoNi四元系合金に引き続き,他の三元系,四元系合金の単結晶の作製を行った.一方,弾性率測定については,液体ヘリウムの入手難によって,全ての結晶が揃った時点で測定を行うこととしたため,まだ弾性率測定は行えていない.現在,新たに単結晶の作製が完了した系は,三元系ではFeCoNi, MnFeNi, MnCoNiであり,四元系ではCrFeCoNiである.したがって,残りのfcc単結晶の作製が可能と考えられている三元系CrFeNiと四元系のMnCrCoNiの単結晶の作製が終了次第,全ての合金についての弾性率の測定を行う予定である.
弾性率の温度依存性を議論するにあたり,弾性率測定中の構造の安定性について疑義が生じたため,熱処理に伴う結晶の内部構造の安定性について電気抵抗測定によって調査した.その結果,CrCoNiミディアムエントロピー合金では600℃以下の熱処理において,CrMnFeCoNiハイエントロピー合金では700℃以下の熱処理において,熱処理温度の低下とともに顕著な電気抵抗の増加が起こることが明らかとなった.また,熱処理温度を変化させた時の電気抵抗の変化速度から見積もられた,反応の活性化エネルギーはいずれも200kJ/mol程度であり,拡散の活性化エネルギーより小さいものであった.さらに,焼き入れた試料の電気抵抗変化が見られなかった温度域での反応速度を見積もると0.1s以下のオーダーとなり,単に焼入れ時に熱処理時の熱平衡状態を保存することができていないだけと見ることができた.

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

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effects of annealing on hardness, yield strength and dislocation structure in single crystals of the equiatomic Cr-Mn-Fe-Co-Ni high entropy alloy2021

    • 著者名/発表者名
      D. Zhou, Z. Chen, K. Ehara, K. Nitsu, K. Tanaka and H. Inui
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 191 ページ: 173-178

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2020.09.039

    • 査読あり
  • [学会発表] CrCoNi 合金の短範囲秩序の形成に伴う電気抵抗変化2021

    • 著者名/発表者名
      北角 健太郎、伊藤 祐介、寺本 武司、田中 克志、上路 林太郎
    • 学会等名
      日本金属学会2021年春期第168回講演大会
  • [学会発表] CrCoNiミディアムエントロピー合金における短範囲秩序の形成2020

    • 著者名/発表者名
      北角 健太郎、伊藤 祐介、寺本 武司、田中 克志、上路 林太郎
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期第167回講演大会
  • [学会発表] CrMnFeCoNiハイエントロピー合金における構成元素の有効原子半径2020

    • 著者名/発表者名
      田中 克志、寺本 武司、楢崎 桃子
    • 学会等名
      日本金属学会2020年秋期第167回講演大会
  • [学会発表] Effect of Short Range Order on Physical Properties for Cr-Co-Ni Medium Entropy Alloy2020

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, T. Teramoto, Y. Ito, K. Kitasumi
    • 学会等名
      2020 Virtual MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Determination of the Effective Atomic Radius of the Constituent Elements in Cr-Mn-Fe-Co-Ni High Entropy Alloy2020

    • 著者名/発表者名
      T. Teramoto, M. Narasaki, K. Tanaka
    • 学会等名
      2020 Virtual MRS Fall Meeting & Exhibit

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公開日: 2021-12-27  

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