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Bersweiler, M.*; 佐藤 宏和*; 足立 望*; 戸高 義一*; Peral, I.*; Kohlbrecher, J.*; Zaporozhets, V. D.*; Metlov, K. L.*; Michels, A.*; 大場 洋次郎
IUCrJ, 10(4), p.411 - 419, 2023/07
被引用回数：2 パーセンタイル：41.77(Chemistry, Multidisciplinary)Magnetic microstructures in severely deformed iron produced via high-pressure torsion (HPT) straining have been investigated using small-angle neutron scattering. The results reveal that nonneglibible third-order scattering contribution in the inhomogeneities amplitude of magnetization is induced via HPT straining and the contribution becomes small with subsequent annealing. The contribution has negative values, which suggest that the inhomogeneity of the magnetic anisotropy enhanced via HPT is a possible origin of the third-order contribution.
足立 望*; 上野 春喜*; 諸岡 聡; 徐 平光; 戸高 義一*
Materials, 15(13), p.4485_1 - 4485_7, 2022/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Physical)Understanding of deformation mechanism of cementite such as slip plane are quite important to reveal and improve mechanical property of steels. However, deformation behavior of cementite has not been well investigated because of the difficulty of sample preparation having single phase cementite structure. In this study, by fabricating bulk single phase cementite samples using the method developed by the authors, deformation texture formed by uniaxial compression was investigated using both electron back scatter diffraction and the neutron diffraction. The fabricated sample had a random texture before the compression. After applying compressive strain of 0.5 at 833 K, (010) fiber texture was formed along compressive axis. It has been suggested from this trend that the primary slip plane of cementite is (010).
足立 望*; 上野 春喜*; 尾上 勝彦*; 諸岡 聡; 戸高 義一*
ISIJ International, 61(8), p.2320 - 2322, 2021/08
被引用回数：5 パーセンタイル：26.97(Metallurgy & Metallurgical Engineering)This study investigated the hydrogen permeation property of cementite by fabricating bulk cementite sample using the process combining the mechanical ball milling and subsequent pulse current sintering. The bulk cementite sample having a 96 vol% of cementite was successfully fabricated. The prepared bulk cementite showed no signal of hydrogen permeation during the 3.5 day of electrochemical hydrogen permeation test. The morphology of blister formed in the sample indicated that diffusion coefficient of hydrogen in cementite is very small.
大場 洋次郎; Bersweiler, M.*; Titov, I.*; 足立 望*; 戸高 義一*; Gilbert, E. P.*; Steinke, N.-J.*; Metlov, K. L.*; Michels, A.*
Physical Review Materials (Internet), 5(8), p.084410_1 - 084410_9, 2021/08
被引用回数：3 パーセンタイル：13.21(Materials Science, Multidisciplinary)We found that nanosized spin misalignments in pure nickel processed via high-pressure torsion straining persist up to the magnetic field 4 T using small-angle neutron scattering (SANS). The spin-misalignment scattering patterns are elongated perpendicular to the applied magnetic field and different from the conventional micromagnetic SANS theory based on the second order contribution in spin misalignment amplitude. This means that the high-pressure torsion straining makes higher-order effects in the micromagnetic SANS cross sections observable. This results will fuel the further development of the micromagnetic SANS theory.
櫻井 洋亮*; 佐藤 博隆*; 足立 望*; 諸岡 聡; 戸高 義一*; 加美山 隆*
Applied Sciences (Internet), 11(11), p.5219_1 - 5219_17, 2021/06
被引用回数：4 パーセンタイル：37.58(Chemistry, Multidisciplinary)As a new method for evaluating single crystal and oligocrystal, pulsed neutron Bragg-dip transmission analysis/imaging method is being developed. In this study, a single Bragg-dip profile fitting analysis method was newly developed, and applied for analyzing detailed inner information in a crystalline grain position-dependently. In the method, the spectrum profile of a single Bragg-dip is analyzed at each position over a grain. As a result, it is expected that changes of crystal orientation, mosaic spread angle and thickness of a perfect crystal can be evaluated from the wavelength, the width and the integrated intensity of the Bragg-dip, respectively. For confirming this effectiveness, the method was applied to experimental data of position-dependent Bragg-dip transmission spectra of a Si-steel plate consisting of oligocrystals. As a result, inner information of multiple crystalline grains could be visualized and evaluated. The small change of crystal orientation in a grain, about 0.4
, could be observed by imaging the Bragg-dip wavelengths. By imaging the Bragg-dip widths, both another grain and mosaic block in a grain were detected. Furthermore, imaging results of the integrated intensities of Bragg-dips were consistent with the results of Bragg-dip width imaging. These small crystallographic changes have not been observed and visualized by previous Bragg-dip analysis methods.
Bersweiler, M.*; Sinaga, E. P.*; Peral, I.*; 足立 望*; Bender, P.*; Steinke, N.-J.*; Gilbert, E. P.*; 戸高 義一*; Michels, A.*; 大場 洋次郎
Physical Review Materials (Internet), 5(4), p.044409_1 - 044409_7, 2021/04
被引用回数：8 パーセンタイル：37.67(Materials Science, Multidisciplinary)Using small-angle neutron scattering (SANS), we found that the high-density of crystal defects induced via high-pressure torsion (HPT) straining cause a significant spin-misalignment scattering in pure Ni. The analysis of the correlation length of the spin misalignments provided that the spin misalignments surround the defect with the size of 11 nm in HPT-strained nickel.
足立 望*; 松尾 泰貴*; 戸高 義一*; 藤本 幹也*; 日野 正裕*; 光原 昌寿*; 大場 洋次郎; 椎原 良典*; 梅野 宜崇*; 西田 稔*
Tribology International, 155, p.106781_1 - 106781_9, 2021/03
被引用回数：13 パーセンタイル：63.90(Engineering, Mechanical)Recent theoretical researches revealed that grain boundary affects tribological properties through the change in adsorption properties of additives in lubricants. Therefore, the effects of the grain boundary on the tribological properties were investigated by friction test of pure iron films under oil lubrication. We found that a friction coefficient decreases with increasing the fraction of the grain boundary in the lubricants forming chemisorbed film on sample surface. This suggests that the grain boundary enhances the formation of the chemisorbed films and reduces the friction coefficients by protecting the sample surface.
大場 洋次郎; 足立 望*; 戸高 義一*; Gilbert, E. P.*; 間宮 広明*
Physical Review Research (Internet), 2(3), p.033473_1 - 033473_6, 2020/11
Formation of nanosized spin misalignment was found in pure iron processed by high-pressure torsion straining. The small-angle neutron scattering profiles show that the spin misalignment remains in magnetic field up to 10 T, whereas the magnetization is almost saturated below 1 T based on the magnetic measurement. These results indicates that anomalous magnetic anisotropy is induced in pure iron via the high-pressure torsion straining.
-olefin using small-angle X-ray scattering大場 洋次郎; 元川 竜平; 日野 正裕*; 足立 望*; 戸高 義一*; 井上 倫太郎*; 杉山 正明*
Chemistry Letters, 49(7), p.823 - 825, 2020/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Multidisciplinary)Nanostructures in lubricants play a key role in lubrication properties. In this study, small-angle X-ray scattering (SAXS) was applied to characterize the nanostructures of oleyl acid phosphate (OLAP) in base oil. The results show that OLAP forms reverse-micellar-like aggregates. This information from SAXS will drive further development of lubricants.
佐藤 博隆*; 塩田 佳徳*; 諸岡 聡; 戸高 義一*; 足立 望*; 定松 直*; 及川 健一; 原田 正英; Zhang, S.*; Su, Y. H.; et al.
Journal of Applied Crystallography, 50(6), p.1601 - 1610, 2017/12
被引用回数：19 パーセンタイル：80.09(Chemistry, Multidisciplinary)A new mapping procedure for polycrystals using neutron Bragg-dip transmission is presented. This is expected to be useful as a new materials characterization tool which can simultaneously map the crystallographic direction of grains parallel to the incident beam. The method potentially has a higher spatial resolution than neutron diffraction imaging. As a demonstration, a Bragg-dip neutron transmission experiment was conducted at J-PARC on beamline MLF BL10 NOBORU. A large-grained Si-steel plate was used. Since this specimen included multiple grains along the neutron beam transmission path, it was a challenging task for existing methods to analyze the direction of the crystal lattice of each grain. A new data-analysis method for Bragg-dip transmission measurements was developed based on database matching. As a result, the number of grains and their crystallographic direction along the neutron transmission path have been determined.
-phase and high-pressure 
-phase of pure group IV transition metals足立 望*; 戸高 義一*; 鈴木 裕士; 梅本 実*
Scripta Materialia, 98, p.1 - 4, 2015/03
被引用回数：20 パーセンタイル：58.38(Nanoscience & Nanotechnology)中性子回折法により第IV族遷移純金属の高圧相の変形集合組織を評価した。
0001
方位は高圧ねじり過程により導入されたせん断ひずみの増加によりせん断方向に徐々に揃う様子が確認された。変形集合組織は、相の主すべり系が{11-20}0001であることを示唆している。逆変態相に対する機械的に安定した相の方位関係を観察した結果、SilcockおよびRabinkinにより提案された方位関係と似ていることを確認した。
大場 洋次郎*; 足立 望*; 戸高 義一*; 三浦 博己*; 柴山 由樹
no journal, ,
近年、水素社会実現に向けた取り組みが急速に進展してきており、鉄鋼材料における水素脆化の研究が重要性を増している。しかしながら、鉄鋼材料中の水素の挙動を実験的に観測することは難しく、このことが水素脆化の解明を阻む要因の一つとなっている。我々はこの課題に取り組み、高圧下ねじり(HPT)加工した極低炭素鋼(HPT-Fe)において、水素チャージにより中性子小角散乱(SANS)の散乱強度が減少することを見出した。これは、水素の侵入によりHPT-Fe中の数nm程度の何らかのナノ構造が消失したことを示す結果である。さらなる実験により、SANSで観測されたこのナノ構造は、HPT加工により高密度に導入された粒界とその近傍に形成した、磁気異方性が増大した領域であることを明らかにした。したがって、これらの結果は、HPT-Feにおいて、水素が粒界にトラップされたことにより磁気異方性が回復したことを捉えたものであると考えられる。この現象を鉄鋼材料中の水素分布の観測に利用できれば、中性子の高い透過力により、強力な非破壊観測手法になることが期待される。そこで本研究では、HPT-Feにおける水素によるSANSの散乱強度の変化と水素の脱離挙動との関係を調べた。
大場 洋次郎; 足立 望*; 戸高 義一*; 杉山 正明*
no journal, ,
金属材料中には、加工によって力学特性に大きく影響する複雑なミクロ組織を形成する。近年我々は、高圧下ひずみ加工を施した純鉄中に、ナノサイズの磁気構造が形成されることを中性子小角散乱法によって見出した。詳細な解析の結果、この磁気ナノ構造は、局所的に大きな磁気異方性エネルギーが生じているためであることが示唆された。これは、高圧下ひずみ加工によるミクロ組織の変化に起因するものと考えられ、高圧下ひずみ加工によって純鉄中の電子状態が局所的に変化していることを示す結果である。この電子状態の変化は、高圧下ひずみ加工を施した純鉄で観測された摩擦係数の低減と関連している可能性がある。また、磁気異方性エネルギーは磁性材料において重要な値であることから、この磁気構造の発現機構を明らかにできれば、高圧下ひずみ加工を用いた新たな磁性材料開発へと発展する可能性が期待される。講演では、中性子小角散乱測定結果の詳細を報告し、その性質と起源について議論する。
久保 淳; Deng, S.*; 戸高 義一*; 椎原 良典*; 光原 昌寿*; 梅野 宜崇*
no journal, ,
In this study, we investigated the dynamic behavior of oil film formed on a metal surface by coarse-grained molecular dynamics simulation. We examined two metal surfaces sliding in the opposite directions to each other through the medium of a lubricant molecule layer. We selected BCC iron with fine crystal grains and a fatty acid molecule as a typical system of the metal surface and lubricant layer. Shearing displacement was applied at a constant relative velocity to the metal parts under a normal compressive displacement. As a result, we observed two types of flow, i.e. Couette flow and stick-slip motion, which are dynamically altered to each other depending on the level of applied compressive stress. The temporal evolution of oil film formation and delamination processes was observed in detail, and the times needed for oil film formation and delamination were evaluated. The effect of surface roughness is also discussed.
大場 洋次郎; 日野 正裕*; 足立 望*; 戸高 義一*; 井上 倫太郎*; 杉山 正明*
no journal, ,
X線小角散乱法(SAXS)は、ミクロ組織の解析手法として、鉄鋼研究における利用が進んでおり、放射光に加えてラボレベルの装置も普及してきている。この状況は利用機会の限定される中性子小角散乱法の補完的な役割としても重要であると考えられる。そこで本講演では、鉄鋼研究におけるSAXSの活用法の一例として、鉄鋼上の潤滑油中に形成されるナノ構造の解析に関する取り組みについて報告する。
大場 洋次郎; 日野 正裕*; 足立 望*; 戸高 義一*; 井上 倫太郎*; 杉山 正明*
no journal, ,
潤滑油中の添加剤は、様々なナノ構造を形成し、潤滑油の特性に強く影響を与えていると考えられている。小角散乱法は、ナノ構造解析のための実験手法であり、潤滑油の中においてもその場観測が可能であるという特徴を持つ。しかしながら、潤滑油の研究においては小角散乱法の活用は進んでおらず、解析に必要な知見が不足している。そこで本講演では、潤滑油のX線小角散乱測定を行い、その応用の可能性について検討を行ったので報告する。
Bersweiler, M.*; Sinaga, E. P.*; Peral, I.*; 足立 望*; Bender, P.*; Steinke, N.-J.*; Gilbert, E. P.*; 戸高 義一*; 大場 洋次郎; Michels, A.*
no journal, ,
Magnetic properties of nanocrystalline nickel prepared via high-pressure torsion straining was investigated using magnetometry and magnetic small-angle neutron scattering to study the influence of the microstructure on magnetism. The magnetometry shows a significant increase of the coercivity compared to nondeformed polycrystalline nickel. The neutron data detect a nanoscale spin misalignment caused by the high density of crystal defects created by severe plastic deformation during the sample preparation. These results indicate that magnetic anisotropy is enhanced around the crystal defects.
大場 洋次郎; 足立 望*; 戸高 義一*; 間宮 広明*
no journal, ,
HPT(high-pressure torsion)加工は、試料の力学特性と磁気特性に影響を与えることから、構造材料研究および磁性材料研究において注目されている。そこで、HPT加工によって形成されるミクロ組織と磁気構造の特徴を調べるため、中性子小角散乱法を用いてHPT加工した純鉄の解析を行った。測定の結果、HPT加工によって純鉄中にナノサイズの磁気構造が形成されることを見出した。この磁気ナノ構造は、純鉄中で磁気異方性エネルギーが局所的に変化していることに起因しており、ナノサイズで電子状態の変化が生じていることを示唆している。これは、HPT加工した純鉄で観測された潤滑油膜の吸着挙動の変化と関連している可能性がある。また、磁気異方性は磁性材料にとって重要な値であることから、新たな磁性材料開発に応用できる可能性がある。
三浦 博己*; 小林 正和*; 戸高 義一*; 渡邊 千尋*; 青柳 吉輝*; 大場 洋次郎
no journal, ,
冷間強圧延を施したSUS316LNオーステナイト系ステンレス鋼には、ナノサイズのラメラーとせん断帯、変形双晶が混合した特徴的なヘテロナノ構造が形成される。このヘテロナノ構造は、結晶粒微細化強化と同時に、変形双晶による集合組織形成の遅延を生じさせ、高強度と高延性の両立を可能にしていると考えられる。また、748Kでの時効により強度が増大し、小角散乱法によりナノクラスターの形成による析出強化が生じていることが示唆された。以上のことから、強加工を用いず単純強圧延によって微細結晶粒組織と優れた力学特性を備えた鋼板を製造できることが明らかになった。
三浦 博己*; 小林 正和*; 戸高 義一*; 渡邊 千尋*; 青柳 吉輝*; 大場 洋次郎
no journal, ,
多種多様なステンレス鋼に95%まで冷間強圧延を施すと、ナノラメラーやせん断帯、ナノ双晶等の混合した金属組織が形成される。特に、オーステナイト相中に目玉状組織と呼ばれるせん断帯と双晶から成るヘテロナノ構造が形成されることが大きな特徴である。このような冷間強圧延したステンレス鋼は、1.5GPaを超える高い引張強度と10%の伸びを備えることが分かった。さらに、引張強度は時効によって2.0GPaまで上昇した。このことから、強加工の技術を用いず、単純な冷間圧延のみで強度と伸びを兼ね備えたステンレス鋼を製造できるという革新的な知見が得られた。
