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論文

Deformation mechanism of a strong and ductile maraging steel investigated using X-ray synchrotron diffraction

Li, H.*; Liu, Y.*; Zhao, W.*; Liu, B.*; 冨永亜希; 菖蒲敬久; Wei, D.*

International Journal of Plasticity, 165, p.103612_1 - 103612_20, 2023/06

https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103612

被引用回数：3 パーセンタイル：74.38(Engineering, Mechanical)

コバルトフリーのマルエージング鋼の強度特性を明らかにするために、高エネルギー放射光X線回折法を利用したその場引張試験を行った。マルテンサイト相とオーステナイト相からの回折プロファイルが得られ、それらの強度及び幅が負荷に伴い変化している様子が観察された。回折プロファイルを解析した結果、時効(as-aged)材では、低応力レベルにてマルテンサイトの含有量が緩やかに減少し、高応力レベルでは急激に減少した。一方、熱処理(as-solution)材では、応力の増加とともにオーステナイト相がマルテンサイト相に著しく転移変態している結果が得られた。これらのことがそれぞれの強度特性に起因していることを明らかにした。

論文

Relationship between internal stress distribution and microstructure in a suspension-sprayed thermal barrier coating with a columnar structure

山崎泰広*; 篠宮啓介*; 奥村忠晴*; 鈴木賢治*; 菖蒲敬久; 中村唯我*

Quantum Beam Science (Internet), 7(2), p.14_1 - 14_12, 2023/05

https://doi.org/10.3390/qubs7020014

The suspension plasma spray (SPS) technique has attracted attention because of its various microstructures, which can be achieved by mixing submicron spray particles with a solvent to form a suspension. Thermal barrier coatings (TBCs) with a columnar structure, which might achieve high strain tolerance, can be obtained using the SPS technique. In this study, the internal stress distribution of the SPS-TBC with different columnar structures was evaluated by hybrid measurement using high-energy synchrotron X-ray diffraction analysis and laboratory low-energy X-rays. The effect of microstructure on the internal stress distribution of the SPS-TBC was discussed on the basis of the experimental results. In addition, the in-plane internal stress was decreased by decreasing the column diameter. The thin columnar microstructure of the SPS-TBC has superior strain tolerance. The internal stresses in the column of the SPS-TBC are periodic decrements caused by stress relaxation in porous layers.

論文

Effect of nitrogen concentration on nano-structure and high-temperature strength of 9Cr-ODS steel

岡弘; 丹野敬嗣; 大塚智史; 矢野康英; 皆藤威二

Nuclear Materials and Energy (Internet), 16, p.230 - 237, 2018/08

https://doi.org/10.1016/j.nme.2018.05.010

被引用回数：4 パーセンタイル：38.11(Nuclear Science & Technology)

In determining the nitrogen concentration specifications, nano-structure and high-temperature strength of 9Cr-ODS steel have been investigated as a function of the nitrogen content with the aim of obtaining technical knowledge that makes the specification reasonable. The hardness and tensile strength showed degradation with increasing nitrogen content. For a microstructure, the decrement of residual ferrite phase was confirmed. Since the nitrogen is an austenite stabilizer, the increment of nitrogen enhanced an alpha to transformation, resulted in the decrease of the residual ferrite phase. It is considered that the reduction of the strength is due to the decrease of the residual ferrite phase.

論文

中性子回折ラインプロファイル解析によるフェライト系およびオーステナイト系ステンレス鋼の引張変形中の転位増殖その場観察

佐藤成男*; 黒田あす美*; 佐藤こずえ*; 熊谷正芳*; Harjo, S.; 友田陽*; 齋藤洋一*; 轟秀和*; 小貫祐介*; 鈴木茂*

鉄と鋼, 104(4), p.201 - 207, 2018/00

https://doi.org/10.2355/tetsutohagane.TETSU-2017-082

被引用回数：9 パーセンタイル：43.76(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

To investigate the characteristics of dislocation evolution in ferritic and austenitic stainless steels under tensile deformation, neutron diffraction line-profile analysis was carried out. The austenitic steel exhibited higher work hardening than the ferritic steel. The difference in the work hardening ability between the two steels was explained with the dislocation density estimated by the line-profile analysis. The higher dislocation density of the austenitic steel would originate from its lower stacking fault energy. Dislocation arrangement parameters indicated that the strength of interaction between dislocations in the austenitic steel was stronger than that in the ferritic steel.

論文

Effect of thermo-mechanical treatments on nano-structure of 9Cr-ODS steel

岡弘; 丹野敬嗣; 大塚智史; 矢野康英; 上羽智之; 皆藤威二; 大沼正人*

Nuclear Materials and Energy (Internet), 9, p.346 - 352, 2016/12

https://doi.org/10.1016/j.nme.2016.10.007

被引用回数：21 パーセンタイル：88.55(Nuclear Science & Technology)

The effect of thermo-mechanical treatments (TMTs) on the evolution of nano-structure in an oxide dispersion strengthened (ODS) ferritic/martensitic steel (Fe-9Cr-2W-0.22Ti-0.36Y $_{2}$ O $_{3}$ ) was investigated. TMTs involve hot extruding and subsequent forging, which are expected to be part of a future industrial-scale manufacturing process of the ODS steel. It was shown that the ODS steel was composed of two phases - a fine-grained residual ferrite phase and a transformable martensite phase. The number density of the nano-sized particles in the residual ferrite phase was significantly higher than that in the martensite phase. The TMTs did not significantly affect the number density, but slightly affected the size distribution of the nano-sized particles in both ferrite phase and martensite phase. Moreover, the volume fraction of the residual ferrite phase decreased after TMTs. In summary, the TMT conditions could be a parameter which affects the nano-structure of the ODS steel.

論文

Characterization of C $_{60}$ films polymerized by ion irradiation

鳴海一雅; 境誠司; 楢本洋*; 高梨弘毅

Fullerenes, Nanotubes, and Carbon Nanostructures, 14(2-3), p.429 - 434, 2006/00

7MeV C $^{2+}$ イオンを照射したC $_{60}$ 薄膜をX線回折法とラマン分光法を用いて評価し、イオン照射によるC $_{60}$ 固体のポリマー化の過程を調べた。ラマンスペクトルにおいては、照射量の増加に伴い、A $_{g}$ (2)モードのピーク収量の絶対値が減少するとともに、A $_{g}$ (2)からH $_{g}$ (7)にかけての低波数側の成分が相対的に顕著になった。一方、X線回折の照射量依存については、照射量の増大に伴う111, 222, 333反射の大角度側へのシフトが観測された。これらの結果から、イオン照射に伴うC $_{60}$ 分子の分解によってC $_{60}$ 分子の絶対数は減少するが、同時に、分解せずに残ったC $_{60}$ 分子のうち、ポリマー化したものの割合は増加し、110 $^{16}$ /cm $^{2}$ 照射後に残っているC $_{60}$ 分子はほとんどがポリマー化していること、また、この時の(111)面の面間隔は、未照射の試料に比べるとポリマー化によって4%程度収縮していることがわかった。

論文

Irradiation effects on precipitation in reduced-activation ferritic/martensitic steels

谷川博康; 酒瀬川英雄*; Klueh, R. L.*

Materials Transactions, 46(3), p.469 - 474, 2005/03

https://doi.org/10.2320/matertrans.46.469

被引用回数：20 パーセンタイル：73.8(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉材料構造材料として開発されてきた低放射化フェライト鋼については、これまで多くの照射実験が行われてきた。中でも300 $^{circ}$ Cでの照射による強度特性変化の評価は、水冷却ブランケット構造を基本設計とする日本の開発方針においては、もっとも重要なものである。これまで300 $^{circ}$ C, 5dpa照射された低放射化フェライト鋼(F82H, JLF-1, ORNL9Cr等)について引張強度,衝撃特性,微細組織について調べた結果、鋼によって異なる特性変化を示すが、これらの違いは照射によって形成される転位ループによっては十分説明できないものであった。そこで本研究では析出物挙動に着目した研究を行った。研究にあたっては特に平均的な情報を得るために、抽出残渣法により析出物量を測定し、さらに残渣についてX回折による構造解析、及び化学分析を行った。その結果、照射によって、析出物(主としてM $_{23}$ C $_{6}$ )が増加する傾向にあること,析出物に含まれるCr量が増加する一方でW量が減少すること,MX系析出物が消滅したこと、が明らかになった。

論文

Rutherford backscattering/channelling,XRD,XRD pole figure and AES characterization of FeTio $_{3}$ thin films prepared in different ambients by laser ablation

Dai, Z.*; 楢本洋; 山本春也; 鳴海一雅; 宮下敦巳

Journal of Physics; Condensed Matter, 11(3), p.913 - 925, 1999/00

https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/3/029

被引用回数：4 パーセンタイル：28.64(Physics, Condensed Matter)

種々のガスふん囲気(真空,Ar,O $_{2}$ ,Ar+O $_{2}$ )下で、レーザー蒸着法によって作製させるFeTiO $_{3}$ 薄膜の化学量論比、結晶性、結晶方位整合性を、X線回折法、イオンビーム解析法及びオージェ電子分光法で系統的に調べた結果を報告する。結論としては、Ar+5%O $_{2}$ ガスふん囲気下でレーザー蒸着を行うことにより、炭素不純物の取り込みもなく、化学量論比の優れた単結晶膜を合成することに成功した。エピタクシーの関係は、FeTiO $_{3}$ (0006)/Al $_{2}$ O $_{3}$ (0006)となっている。

論文

RBS/channeling, XRD and optical characterization of deep ion implantation into single crystalline SiO $_{2}$

Dai, Z.*; 山本春也; 楢本洋; 鳴海一雅; 宮下敦巳

1998 International Conference on Ion Implantation Technology Proceedings, Vol.2, p.1159 - 1162, 1998/06

https://doi.org/10.1109/IIT.1998.813889

3MeVのAuをイオン注入したSiO $_{2}$ (0001)について、イオンチャネリング法、X線回折法及び光吸収測定法について総合的に調べた。その結果、注入したAuは長距離拡散しないで基板の結晶方位と整合した微粒子を形成することを明らかにした。また、1000 $^{circ}$ Cで熱処理すると、Auのプラズモンによる吸収が顕著になり、その径は光吸収測定の結果から、4.2nmと算出された。

論文

Chemical vapor deposition of silicon carbide for coated fuel particles

湊和生; 福田幸朔

Journal of Nuclear Materials, 149, p.233 - 246, 1987/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(87)90482-X

被引用回数：57 パーセンタイル：97.08(Materials Science, Multidisciplinary)

被覆燃料粒子にSiCを化学蒸着させる実験を、流動床を用いて行なった。原料および流動ガスとして、メチルトリクロロシラン、水素、およびアルゴンを用いた。種々の条件において蒸着を行ない、蒸着物をX線回折法により調べた。蒸着物生成は、蒸着条件により、-SiC、-Sic+Si、または-SiC+Cであった。また、化学蒸着の機構を理解するために、熱力学解析を行なった。ここでの実験条件では、熱力学的に平衡な蒸着物組成は、-SiCまたは-SiC+Cであった。これらの実験および解析の結果から、SiCの化学蒸着の機構に関するモデルを提案した。

論文

X-ray diffraction of the molten salt 50mol%AlCl $_{3}$ -50mol%LiCl

高橋節子*; 棟田高行*; 小浦延幸*; 大野英雄

J.Chem.Soc.,Faraday Trans.,2, 81, p.319 - 326, 1985/00

AlCl $_{3}$ -LiCl系あるいはALCL $_{3}$ -NaCl系溶融塩はアルミニウム電解精錬用電解液として最近注目されている。これは電力消費量の極めて少ない電解液であるからである。Alの電着状態あるいは両極の電極反応に、溶中のイオン種の寄与の大きいことが明らかにされているが、実際の原子間距離、配位数などにつては明らかにされていなかった。本研究の結果、溶融状態においても安定な〔AlCl $_{4}$ 〕 $^{-}$ 正四面体鎖イオンが存在し、最近接Al-Cl及びCl-Cl間距離は、それぞれ2.15及び3.50である。〔AlCl $_{4}$ 〕 $^{-}$ イオンのまわりには約6.75離れて4個のAlCl $_{4}$ 〕 $^{-}$ イオンが存在していることが明らかとなった。

報告書

Diffusion Phenomena of Fluorine and Cations in Molten Li $_{2}$ BeF $_{4}$ ,LiBeF $_{3}$ and NaBeF $_{3}$

大野英雄

JAERI-M 84-060, 32 Pages, 1984/03

JAERI-M-84-060.pdf:0.69MB

本報告は過去10年近くにわたり行ってきた、溶融Li $_{2}$ BeF $_{4}$ 、LiBeF $_{3}$ およびNaBeF $_{3}$ 中のフッ素ならびにカチオンの自己拡散現象について総合的にまとめたものである。これら溶融塩中におけるカチオンの自己拡散係数は、活性化エネルギーも小さく、典型的なアルカリハライド液体と同様な挙動を示す。一方、これら溶融塩中のフッ素の挙動は、活性化エネルギーも大きく、高温で大きな自己拡散係数をもち、溶融アルカリ土類珪酸塩中の酸素と同様な挙動を示す。核磁気共鳴の解析結果と合わせ考えると、跳躍拡散模型(一つの錯イオンからフッ素が解離し、液中を拡散して、h化の錯イオンのF空孔にとらえられる)が、この異常なフッ素の自己拡散現象を説明し得る最も可能性の高い模型のように思われる。

口頭

敦賀半島、江若花崗岩に分布する断層ガウジの粘土鉱物組成とK-Ar年代

丹羽正和; 島田耕史; 末岡茂; 田村肇; 柴田健二

no journal, ,

断層ガウジの形成環境を明らかにする目的で、敦賀半島の白亜紀末期に貫入した江若花崗岩中に発達する断層ガウジのX線回折分析およびK-Ar年代測定を行った。X線回折分析に基づくと、断層ガウジはスメクタイト、1M $_{d}$ 型イライトおよびカオリナイトを主体とする。K-Ar年代測定結果は、極細粒の0.1mに分離したフラクションで約3945Maの古い年代を示す。この結果と熱年代学的手法で復元された花崗岩の冷却史とを比較すると、1M $_{d}$ イライトは周辺母岩が概ね60110 $^{circ}$ Cの温度範囲(地温勾配を30 $^{circ}$ C/kmとすると、深度約24km)で形成されたことが明らかとなった。