Analysis of residual stress in steel bar processed by cold drawing and straightening

西田 智*; 西野 創一郎*; 関根 雅彦*; 岡 勇希*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 鈴木 裕士; 森井 幸生*; 石井 慶信*

Materials Transactions, 62(5), p.667 - 674, 2021/05

https://doi.org/10.2320/matertrans.P-M2021808

In this study, we used neutron diffraction to analyze in a non-destructive method the distribution of internal residual stress in a free-cutting steel bar processed by cold drawing and straightening. The residual stresses were successfully measured with excellent stress balance. The residual stresses generated by the cold-drawing process were reduced by subsequent straightening, and the distribution of residual stresses by finite element method (FEM) simulation was consistent with the measured values by neutron diffraction. As a result of the FEM analysis, it is assumed that the rod was subjected to strong tensile strains in the axial direction during the drawing process, and the residual stresses were generated when the rod was unloaded. Those residual stresses were presumably reduced by the redistribution of residual stresses in the subsequent straightening process.

Preliminary study on development of 300 kV compact focused gaseous ion beam system

大久保 猛; 石井 保行; 三宅 善信*; 神谷 富裕

AIP Conference Proceedings 1525, p.370 - 374, 2013/04

https://doi.org/10.1063/1.4802353

Focused proton beam of several hundreds of keV with micrometer scale range become a powerful tool for high aspect ratio 3-Dimensional structures in proton lithography. A new 300 kV compact focused gaseous ion beam (gas-FIB) system with three-stage acceleration lens was constructed at JAEA. The preliminary experiments of formation of the focused gaseous ion beams were carried out to show the availability of the gas-FIB system as a writing tool for 3D proton lithography. As a result of the experiments, it was proved that the focal point was kept at the same position under changing the kinetic energy but with keeping the kinetic energy ratio constant, which was defined as the ratio of kinetic energy in object side to that in image side for the third acceleration lens. This characteristic of the gas-FIB is a good point to suggest the 3D proton lithography changing penetration depth in a sample by varying the beam energy.

Magnetic and dielectric study of RSrMnO (R = Gd, Tb and Dy)

吉井 賢資; 平光 雄介*; 岡島 由佳*; 米田 安宏; 西畑 保雄; 水木 純一郎; 中村 彰夫; 下条 豊; 石井 慶信*; 森井 幸生; et al.

Materials Research Bulletin, 45(11), p.1574 - 1580, 2010/10

https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2010.07.024

RSrMnO (R=Gd, Tb, Dy)の磁性と誘電性を調べた。磁気測定からは、すべての系において40K以下でスピングラス的な相が観測され、中性子散乱の結果と定性的に一致した。このグラス相の起源は、RとSrのサイズの違いによるランダムネス効果であると考えられる。誘電率測定からは、50Kから300Kの間で5000-10000程度の誘電率が観測され、誘電率はスピングラス転移温度付近でブロードなピークとなった。誘電分散の解析からは、誘電応答の乱雑性が見いだされ、磁性の結果同様、これはR/Srサイトのランダムネスに起因すると考えた。さらに、放射光測定の結果などから、この系の誘電応答はMn-3d電子に由来することが示唆された。

Inter-atomic distance and temperature dependence of correlation effects among thermal displacements

Xianglian*; Siagian, S.*; Basar, K.*; 佐久間 隆*; 高橋 東之*; 井川 直樹; 石井 慶信*

Solid State Ionics, 180(6-8), p.480 - 482, 2009/05

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.06.009

物質の熱的性質を理解するためには原子間の熱振動の相関効果が重要な因子となる。本報では、中性子散乱法によってイオン性結晶中の相関効果の温度依存性について検討した。AgBr, CuBr, CuI, CuClについて中性子回折パターンを測定し、Rietveld解析によって格子定数とDebye-Waller因子を求めた。さらに中性子回折パターンの散漫散乱から相関効果因子を決定した。すべての試料について、は原子間距離が2.5近辺の場合は0.60.75であり、4の場合は0.40.5であること、温度の低下に従っては減少することが明らかになった。

中性子ビーム増強のための非対称反射を用いたゲルマニウム結晶モノクロメータの開発

山内 宏樹; 石井 慶信*; 井川 直樹; 深澤 裕; 内海 渉

JAEA-Research 2008-077, 28 Pages, 2008/10

JAEA-Research-2008-077.pdf:24.52MB

原子力機構の中性子粉末回折装置HRPDは、高分解能データを望むユーザーの要望を満たす一方で、検出器前のコリメータが6の固定式であるため、測定に応じた適切な分解能選択ができず、高強度測定には適さない。これは爆発的に増加している外部利用に対して大きな足枷である。そこで筆者らは非対称反射を応用したビームの空間的圧縮による線束強度向上を目指すモノクロメータの改良を行った。モノクロメータ結晶はホットプレスで20程度のモザイクを導入したGe単結晶を用いた。ビーム圧縮率と中性子吸収量の考察から回折面と切削表面が成す非対称角度を40とし、非対称Braggケースで3,3,1反射を取り出すようにした。粉末標準試料の中性子回折パターンを非対称及び対称反射型とで比較した結果、ピーク強度は約1.2倍と改善したものの分解能も向上したため、積分強度ではほぼ同等となり、事前の理論予測から期待された強度増強は得られなかった。これは、モザイク結晶での非対称反射において圧縮されたビーム強度を相殺する形で反射率の低下が起こることが原因と考えられる。

Effect of Pb-Pb correlation in diffuse scattering of powder PbF

Xianglian*; Basar, K.*; 本多 宏之*; Siagian, S.*; 大原 宏太*; 佐久間 隆*; 高橋 東之*; 井川 直樹; 石井 慶信*

Solid State Ionics, 179(21-26), p.776 - 779, 2008/09

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2007.12.004

PbFのX線及び中性子散漫散乱を15K及び294Kにて測定した。散漫散乱の振動的なプロファイルは原子の熱振動による相関効果などによって説明できる。この散漫散乱の振動的なプロファイルに対する遠距離のPb-Pb原子間熱振動相関作用の寄与について初めて確認した。

Magnetic and dielectric properties of TbCaMnO

平光 雄介*; 吉井 賢資; 米田 安宏; 水木 純一郎; 中村 彰夫; 下条 豊; 石井 慶信*; 森井 幸生; 池田 直*

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(10B), p.7171 - 7174, 2007/10

https://doi.org/10.1143/JJAP.46.7171

ペロブスカイト構造を持つTbCaMnO酸化物につき、その磁性と誘電性を調べた。磁化測定からは、マンガンの電荷秩序(300K),反強磁性転移(120K),スピングラス転移(50K)の3つの転移が観測された。中性子散乱実験から得られたデータは、マンガンイオンの電荷秩序と反強磁性が重畳した状態を仮定することでフィットすることができた。交流誘電率測定からは、室温で5000ほどの大きな誘電率が観測された。また、マンガンイオンの電荷秩序温度直下の280K付近で誘電率の温度依存性に変化が観測された。これは、この系の誘電性が電荷秩序状態と関係があることを示唆する。誘電率の損失項からは、誘電ドメインの反転エネルギーが交流抵抗の活性化エネルギーに近いことが見いだされた。すなわち、この系の誘電性は、マンガン電子の局在性と遍歴性の両方の性質に由来するものと考えられる。

Location of deuterium atoms in BaSnInO at 77-473 K by neutron powder diffraction

伊藤 剛*; 長崎 正雅*; 岩崎 航太*; 吉野 正人*; 松井 恒雄*; 深澤 裕; 井川 直樹; 石井 慶信

Solid State Ionics, 178(7-10), p.607 - 613, 2007/04

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2007.01.024

重水を含有させたBaSnInOについて77Kから473Kまでの温度範囲で粉末中性子回折実験を行い、Rietveld解析及びマキシマムエントロピー法解析を併用して試料中の重水素位置を解析した。温度によらず重水素位置は12サイトを占有するものの、温度の上昇によってその存在分布が広がりを見せ、特に{100}面での酸素との相関が強くなる傾向があることを明らかにした。

Neutron diffraction and X-ray absorption study of AgPbO

吉井 賢資; 水牧 仁一朗*; 加藤 和男*; 宇留賀 朋哉*; 阿部 英樹*; 中村 彰夫; 下条 豊; 石井 慶信; 森井 幸生

Journal of Solid State Chemistry, 180(1), p.377 - 381, 2007/01

https://doi.org/10.1016/j.jssc.2006.10.025

標記の銀鉛酸化物につき、中性子散乱と放射光を用いた吸収分光法により、その結晶構造と電子状態を観測した。中性子散乱からは、結晶構造は三方晶 1m構造であり、これは過去のX線回折の結果と一致する。求まった結晶パラメータから、銀及び鉛イオンの原子価は約1+及び3.7+であった。X線吸収分光からは、銀の原子価はほぼ1+、鉛の原子価は3+と4+の中間であった。これらの結果は、鉛電子がこの物質の金属伝導と超伝導の期限であることを示唆するものであり、バンド計算の結果とも定性的に一致する。

Magnetic field-induced martensitic transformation of Heusler-type NiMnGa system

井上 和子*; 山口 泰男*; 石井 慶信; 山内 宏樹; 宍戸 統悦*

Materials Science Forum, 539-543, p.3267 - 3272, 2007/00

室温付近にキュリー点と一致するマルテンサイト変態点を有するホイスラー型NiMnGa系合金について、単結晶のマルテンサイト変態過程に対する磁場効果を明らかにするために、8テスラまで磁場を印加して中性子回折実験を行った。その結果、マルテンサイト変態点近傍の温度において印加した磁場が、温度変化による変態と極めてよく似た効果をもたらすことを初めて見いだした。