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論文

Tensile overload-induced texture effects on the fatigue resistance of a CoCrFeMnNi high-entropy alloy

Lam, T.-N.*; Chin, H.-H.*; Zhang, X.*; Feng, R.*; Wang, H.*; Chiang, C.-Y.*; Lee, S. Y.*; 川崎卓郎; Harjo, S.; Liaw, P. K.*; et al.

Acta Materialia, 245, p.118585_1 - 118585_9, 2023/02

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118585

被引用回数：8 パーセンタイル：80.32(Materials Science, Multidisciplinary)

The present study investigates the crystallographic-texture effects on the improved fatigue resistance in the CoCrFeMnNi high-entropy alloys (HEAs) with the full-size geometry of the ASTM Standards E647-99. We exploited X-ray nano-diffraction mapping to characterize the crystal-deformation levels ahead of the crack tip after stress unloading under both constant- and tensile overloaded-fatigue conditions. The crack-tip blunting-induced much higher deformation level was concentrated surrounding the crack-tip which delays the fatigue-crack growth immediately after a tensile overload. The predominant deformation texture orientation in the Paris regime was investigated, using electron backscatter diffraction and orientation distribution function analyses. The twinning formation-driven shear deformation gave rise to the development of the Goss-type texture within the plastic deformation regime under a tensile-overloaded-fatigue condition, which was attributed to enhance the crack deflection and thus the tensile induced crack-growth-retardation period in the CoCrFeMnNi HEA.

論文

Grain orientation dependence of deformation microstructure evolution and mechanical properties in face-centered cubic high/medium entropy alloys

吉田周平*; Fu, R.*; Gong, W.; 池内琢人*; Bai, Y.*; Feng, Z.*; Wu, G.*; 柴田曉伸*; Hansen, N.*; Huang, X.*; et al.

IOP Conference Series; Materials Science and Engineering, 1249, p.012027_1 - 012027_6, 2022/08

https://doi.org/10.1088/1757-899X/1249/1/012027

被引用回数：0 パーセンタイル：0.83(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

This study revealed characteristics of the deformation behavior in high/medium entropy alloys (HEAs/MEAs) with face-centered cubic (FCC) structure. A Co $_{60}$ Ni $_{40}$ alloy and a Co $_{20}$ Cr $_{40}$ Ni $_{40}$ MEA having low and high friction stresses (fundamental resistance to dislocation glide in solid solutions), respectively, but similar in other properties, including their stacking fault energy and grain sizes, were compared. The MEA exhibited a higher yield strength and work-hardening ability than those in the Co $_{60}$ Ni $_{40}$ alloy at room temperature. Deformation microstructures of the Co $_{60}$ Ni $_{40}$ alloy were composed of coarse dislocation cells (DCs) in most grains, and a few deformation twins (DTs) formed in grains with tensile axis (TA) nearly parallel to 111. In the MEA, three microstructure types were found depending on the grain orientations: (1) fine DCs developed in TA//100-oriented grains; (2) planar dislocation structures (PDSs) formed in grains with other orientations; and (3) dense DTs adding to the PDSs developed in TA//111-oriented grains. The results imply difficulty in cross-slip of screw dislocations and dynamic recovery in the MEA, leading to an increase in the dislocation density and work-hardening rate. Our results suggest that FCC high-alloy systems with high friction stress inherently develop characteristic deformation microstructures advantageous for achieving high strength and large ductility.

論文

Transport model comparison studies of intermediate-energy heavy-ion collisions

Walter, H.*; Colonna, M.*; Cozma, D.*; Danielewicz, P.*; Ko, C. M.*; Kumar, R.*; 小野章*; Tsang, M. Y. B*; Xu, J.*; Zhang, Y.-X.*; et al.

Progress in Particle and Nuclear Physics, 125, p.103962_1 - 103962_90, 2022/07

https://doi.org/10.1016/j.ppnp.2022.103962

被引用回数：48 パーセンタイル：96.94(Physics, Nuclear)

原子核-原子核衝突や原子核の状態方程式の研究において、反応計算モデルは重要なツールとなり、世界中で開発が進んでいる。本論文は、原子力機構のJQMD-2.0を含め、現在開発中の複数のコード開発者の協力により、これらコードを同じ条件で比較することで共通点や差異を明らかにしたプロジェクトTransport Model Evaluation Project (TMEP)を総括したものである。参加したコードはBoltzmann-Uehling-Uhlenbeck(BUU)法に基づく13のコードと、Quantum Molecular Dynamics (QMD)法に基づく12のコードであった。プロジェクトでは、Au原子核同士を衝突させてその終状態を観測する現実的な計算や、一辺が640nmの箱に核子を詰めて時間発展させる仮想的な計算を行った。その結果、BUU法コードとQMD法コードは計算原理が異なるため、計算の設定に関係なく系統的な差異が生じることが明らかになった。その一方で、同じ方法を採用するコード間の比較では、時間発展を細かく計算することでコード間の差は埋まっていき、一定の収束値を持つことが示された。この結果は今後開発される同分野のコードのベンチマークデータとして有用なものであるだけでなく、原子核基礎物理学の実験や理論研究の標準的な指針としても役に立つことが期待される。

論文

Quasifree neutron knockout reaction reveals a small -Orbital component in the Borromean nucleus $^{17}$ B

Yang, Z. H.*; 久保田悠樹*; Corsi, A.*; 吉田数貴; Sun, X.-X.*; Li, J. G.*; 木村真明*; Michel, N.*; 緒方一介*; Yuan, C. X.*; et al.

Physical Review Letters, 126(8), p.082501_1 - 082501_8, 2021/02

AA2020-0819.pdf:1.29MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.082501

被引用回数：43 パーセンタイル：96.7(Physics, Multidisciplinary)

ボロミアン核であり中性子ハロー構造が期待される $^{17}$ Bに対する(,)反応実験を行った。断面積の運動量分布を分析することで、 $1s_{1/2}$ と $0d_{5/2}$ 軌道の分光学的因子を決定した。驚くべきことに、 $1s_{1/2}$ の分光学的因子は9(2)%と小さいことが明らかになった。この結果は、連続状態を含むdeformed relativistic Hartree-Bogoliubov理論によってよく説明された。本研究の結果によると、現在知られているハロー構造を持つとされる原子核の中で $^{17}$ Bはおよび軌道の成分が最も小さく、または軌道成分が支配的であることが必ずしもハロー構造の前提条件ではない可能性を示唆している。

論文

Fine structure in the decay of $^{223}$ U

Sun, M. D.*; Liu, Z.*; Huang, T. H.*; Zhang, W. Q.*; Andreyev, A. N.; Ding, B.*; Wang, J. G.*; Liu, X. Y.*; Lu, H. Y.*; Hou, D. S.*; et al.

Physics Letters B, 800, p.135096_1 - 135096_5, 2020/01

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2019.135096

被引用回数：11 パーセンタイル：79.42(Astronomy & Astrophysics)

Fine structure in the decay of $^{223}$ U was observed in the fusion-evaporation reaction $^{187}$ Re( $^{40}$ Ar,p3n) by using fast digital pulse processing technique. Two -decay branches of $^{223}$ U feeding the ground state and 244 keV excited state of $^{219}$ Th were identified by establishing the decay chain $^{223}$ U $^{219}$ Th $^{215}$ Ra $^{211}$ Rn. The -particle energy for the ground-state to ground-state transition of $^{223}$ U was determined to be 8993(17) keV, 213 keV higher than the previous value, the half-life was updated to be 62 $^{+14}_{-10} mu$ s. Evolution of nuclear structure for =131 even- isotones from Po to U was discussed in the frameworks of nuclear mass and reduced -decay width, a weakening octupole deformation in the ground state of $^{223}$ U relative to its lighter isotones $^{219}$ Ra and $^{211}$ Th was suggested.

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral with pions and resonances in a box

小野章*; Xu, J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; Ko, C. M.*; Tsang, M. B.*; Wang, Y,-J.*; Wolter, H.*; Zhang, Y.-X.*; Chen, L.-W.*; et al.

Physical Review C, 100(4), p.044617_1 - 044617_35, 2019/10

AA2019-0025.pdf:2.76MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.044617

被引用回数：58 パーセンタイル：98.56(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究では、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と陽子をランダム配置し、それらが70fm/cの間に起こす散乱の回数やエネルギーを計算した。ここでは、特にパイオンやその前駆体であるデルタ共鳴の生成に注目して比較を行った。参加コードは、個々の粒子の時間発展を追うQMD型コードと、粒子の位置や運動量の確率分布を決めておき、散乱や崩壊が発生したときそれらを乱数サンプリングするBUU型コードがあり、発表者が用いたJQMDは前者に属する。本研究により、計算における時間刻みが各コードによる結果の差の主な原因であることが分かった。さらに、今後のJQMDの改良方針の策定に有益な知見を得ることができた。

論文

Coexistence of ferromagnetic and stripe-type antiferromagnetic spin fluctuations in YFe $_{2}$ Ge $_{2}$

Wo, H.*; Wang, Q.*; Shen, Y.*; Zhang, X.*; Hao, Y.*; Feng, Y.*; Shen, S.*; He, Z.*; Pan, B.*; Wang, W.*; et al.

Physical Review Letters, 122(21), p.217003_1 - 217003_5, 2019/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.217003

被引用回数：5 パーセンタイル：42.69(Physics, Multidisciplinary)

We report neutron scattering measurements of single-crystalline YFe $_{2}$ Ge $_{2}$ in the normal state, which has the same crystal structure as the 122 family of iron pnictide superconductors. YFe $_{2}$ Ge $_{2}$ does not exhibit long-range magnetic order but exhibits strong spin fluctuations. Like the iron pnictides, YFe $_{2}$ Ge $_{2}$ displays anisotropic stripe-type antiferromagnetic spin fluctuations at (). More interesting, however, is the observation of strong spin fluctuations at the in-plane ferromagnetic wave vector (). These ferromagnetic spin fluctuations are isotropic in the () plane, whose intensity exceeds that of stripe spin fluctuations. Both the ferromagnetic and stripe spin fluctuations remain gapless down to the lowest measured energies. Our results naturally explain the absence of magnetic order in YFe $_{2}$ Ge $_{2}$ and also imply that the ferromagnetic correlations may be a key ingredient for iron-based materials.

論文

Electrochemical reaction mechanisms under various charge-discharge operating conditions for Li $_{1.2}$ Ni $_{0.13}$ Mn $_{0.54}$ Co $_{0.13}$ O $_{2}$ in a lithium-ion battery

小西宏明*; 平野辰巳*; 高松大郊*; 軍司章*; Feng, X.*; 古月翔*; 奥村壮文*; 寺田尚平*; 田村和久

Journal of Solid State Chemistry, 262, p.294 - 300, 2018/06

https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.03.028

被引用回数：9 パーセンタイル：49.17(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

Li $_{1.2}$ Ni $_{0.13}$ Mn $_{0.54}$ Co $_{0.13}$ O $_{2}$ 正極の充電過程において、各SOCでの電極電位は、放電過程より高い。この機構を明らかにするために、様々なSOCにおいて電気化学測定、XRD, XAFS測定を行った。その結果、Li $_{1.2}$ Ni $_{0.13}$ Mn $_{0.54}$ Co $_{0.13}$ O $_{2}$ の格子状数や遷移金属の酸化状態が異なっていることが分かった。また、Li $_{1.2}$ Ni $_{0.13}$ Mn $_{0.54}$ Co $_{0.13}$ O $_{2}$ 中に、LiNi $_{0.33}$ Mn $_{0.33}$ Co $_{0.33}$ O $_{2}$ やLi $_{2}$ MnO $_{3}$ に類似した構造が存在することも明らかになった。

論文

Comparison of heavy-ion transport simulations; Collision integral in a box

Zhang, Y.-X.*; Wang, Y,-J.*; Colonna, M.*; Danielewicz, P.*; 小野章*; Tsang, M. B.*; Wolter, H.*; Xu, J.*; Chen, L.-W.*; Cozma, D.*; et al.

Physical Review C, 97(3), p.034625_1 - 034625_20, 2018/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.97.034625

被引用回数：98 パーセンタイル：99.11(Physics, Nuclear)

2017年4月に開催された国際会議Transport2017において、重イオン核反応モデルの国際的な比較が議論された。重イオン加速器の安全評価や宇宙飛行士の被ばく評価等で重要な役割を果たすため、世界中で重イオン核反応の様々な理論モデルが開発されている。本研究はモデル間の共通点と差異を明らかにし、各モデルの問題点を明らかにした。比較において、辺の長さが20fmの直方体に320個の中性子と320個の陽子をランダム配置し、それらが時間発展に伴って起こす散乱の回数や散乱時のエネルギーなどを計算する条件が設定された。また、結果以外にも、理論モデルを構成するアルゴリズムについても比較を行った。発表者は重イオン核反応モデルJQMD(JAERI Quantum Molecular Dynamics)を用いて計算を行い、世界で開発されている15の計算コードによる計算結果と比較した。コードアルゴリズムの比較では、JQMDは必ず陽子から優先的に衝突確率を計算し、その後に中性子の衝突を計算するため、物理描像の妥当性が指摘された。一方、JQMDは他のモデルとほぼ同じ計算結果を出すことも判明した。衝突回数や運動量の計算値が平均から2倍以上乖離するモデルもある中で、JQMDは本計算条件で安定した性能を発揮することが確認された。

論文

Mechanisms responsible for two possible electrochemical reactions in Li $_{1.2}$ Ni $_{0.13}$ Mn $_{0.54}$ Co $_{0.13}$ O $_{2}$ used for lithium ion batteries

小西宏明*; 平野辰巳*; 高松大郊*; 軍司章*; Feng, X.*; 古月翔*; 奥村壮文*; 寺田尚平*; 田村和久

Journal of Solid State Chemistry, 258, p.225 - 231, 2018/02

https://doi.org/10.1016/j.jssc.2017.10.024

被引用回数：8 パーセンタイル：44.83(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

リチウムイオン電池の正極材料であるLi $_{1.2}$ Ni $_{0.13}$ Mn $_{0.54}$ Co $_{0.13}$ O $_{2}$ について、充放電過程における構造変化について調べた。実験結果から、充電過程ではSOCが大きくなるとともに、Li $_{2}$ MnO $_{3}$ ,LiNi $_{0.33}$ Mn $_{0.33}$ Co $_{0.33}$ O $_{2}$ ,Li $_{2}$ MnO $_{3}$ の順に結構構造が変化するのに対して、放電過程では、Li $_{2}$ MnO $_{3}$ ,LiNi $_{0.33}$ Mn $_{0.33}$ Co $_{0.33}$ O $_{2}$ の順に結晶構造が変化することが分かった。

論文

Observation of magnetoelastic effects in a quasi-one-dimensional spiral magnet

Wang, C.*; Daiwei, Y.*; Liu, X.*; Chen, R.*; Du, X.*; Hu, B.*; Wang, L.*; 飯田一樹*; 蒲沢和也*; 脇本秀一; et al.

Physical Review B, 96(8), p.085111_1 - 085111_5, 2017/08

AA2017-0274.pdf:1.02MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.085111

被引用回数：7 パーセンタイル：35.49(Materials Science, Multidisciplinary)

This paper presents a systematic study of spin and lattice dynamics in the quasi-one-dimensional spiral magnet CuBr, using Raman scattering in conjunction with infrared and neutron spectroscopy. Along with the development of spin correlations upon cooling, we observe a rich set of broad Raman bands at energies that correspond to phonon-dispersion energies near the one-dimensional magnetic wave vector. The low-energy bands further exhibit a distinct intensity maximum at the spiral magnetic ordering temperature.

論文

Epitaxial transformation of hcp-fcc Ti sublattices during nitriding processes of evaporated-Ti thin films due to nitrogen-implantation

Chen, Y.*; Feng, X.*; 粕壁善隆*; 山本春也; 吉川正人; 藤野豐*

Journal of Alloys and Compounds, 577(Suppl.1), p.S18 - S24, 2013/11

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.10.113

被引用回数：2 パーセンタイル：17(Chemistry, Physical)

本研究では、原子力機構のイオン導入型400kV電子顕微鏡を利用して、チタン蒸着膜への窒素イオン注入窒化過程におけるチタン副格子の六方最密-面心立方(hcp-fcc)構造変化を、透過型電子顕微鏡法及び電子エネルギー損失分光法によりその場観察・評価し、分子軌道計算による電子状態の評価と合わせて窒化チタン薄膜の形成機構及び配向の制御性に関する知見を得てきた。本発表では、窒素イオン注入によるチタン薄膜の窒化過程と電子構造から考察したhcp-fccエピタキシャル構造変態について報告する。

論文

Li(Zn,Mn)As as a new generation ferromagnet based on a I-II-V semiconductor

Deng, Z.*; Jin, C. Q.*; Liu, Q. Q.*; Wang, X. C.*; Zhu, J. L.*; Feng, S. M.*; Chen, L. C.*; Yu, R. C.*; Arguello, C.*; 後神達郎*; et al.

Nature Communications (Internet), 2, p.1425_1 - 1425_5, 2011/08

https://doi.org/10.1038/ncomms1425

被引用回数：158 パーセンタイル：93.74(Multidisciplinary Sciences)

(Ga,Mn)Asは典型的な強磁性III-V族半導体として知られている。これは3価のGa原子を2価のMnで置き換えたものであるが、化学的溶解度が限られているため準安定であり、薄膜でしか製作できないものであった。また電子ドープも行うことができなかった。この困難な条件を超えるため、Masekらは理論的にI-II-V族半導体LiZnAsを提案した。この物質では原子価が等しい(Zn,Mn)の置き換えによる磁性の発現とLi濃度を過剰あるいは不足させることによるキャリアードープを独立に制御可能である。本研究では世界で初めてバルクな状態でのLi $_{1+y}$ (Zn $_{1-x}$ Mn)Asの合成に成功した。わずかにLiを過剰にすることで、50Kまでの温度で強磁性が現れること、またp型のキャリアーを持つことが観測され、これらの結果を報告した。