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都留 智仁; 青柳 吉輝*; 下川 智嗣*; 山口 正剛; 板倉 充洋; 蕪木 英雄; 加治 芳行; Chrzan, D. C.*
no journal, ,
構造材料の軽量化は省エネルギーにおける重要課題であり、軽量のマグネシウム(Mg)合金の実用化が期待されている。しかし、六方晶Mgの強い塑性異方性は、実用化を阻む致命的な問題となっている。また、強加工によって得られる超微細組織材料において、引張圧縮異方性や繰り返し変形による塑性異方性が確認されている。本研究では、金属材料の構造因子(1)や微細組織(2)によって生じる塑性異方性の素過程についてそれぞれ原子シミュレーションに基づく検討を行う。この研究は、日本金属学会2015年春期(第156回)講演大会において基調講演として発表されるものである。
石山 新太郎
no journal, ,
2014年度に国立がん研究センターに実装配備されるホウ素中性子捕捉治療装置(BNCT)中性子発生部Liターゲットについて高出力化に対応できる耐熱特性改善を目的に、in situ真空蒸着法/窒素イオン注入法によるLi表面層の窒化改良を行い、高温での耐熱性を改善させた。
岡 弘; 丹野 敬嗣; 大塚 智史; 矢野 康英; 皆藤 威二; 大沼 正人*
no journal, ,
9Cr-ODS鋼被覆管の量産プロセス(熱間等方圧プレス(HIP)、熱間押出、熱間鍛造)の各加工熱処理段階でのナノ組織変化について評価した。加工熱処理により残留
相の割合は減少し、ナノ粒子の数密度は低下した。残留相の形成はナノ粒子によるピン止め効果によると考えられている。したがって、加工熱処理がナノ粒子の数密度・サイズに影響し、残留相割合を減少させたものと考えられる。
山口 正剛; 板倉 充洋; 志賀 基之; 蕪木 英雄; 阿部 英司*
no journal, ,
長周期積層構造(LPSO: Long Period Stacking Orderd)相を持つマグネシウム合金の変形メカニズムを探るため、転位の動きやすさを反映する一般化積層欠陥(GSF: Generalized Stacking Fault)エネルギー(
-surface)を第一原理から計算した。LPSO構造のキンク変形時には、その構造の強い異方性を反映して転位は主に底面内に沿って動くと考えられる。その底面に並行な方向に一軸の強い圧縮応力がかかった場合における、転位を動かすのに必要なせん断応力の変化を調べた。その結果、結晶構造を圧縮すると、圧縮方向のパイエルス障壁エネルギーが減少し、その方向に転位が動きやすくなることが示唆された。
金 宰煥; 岩切 宏友*; 中道 勝
no journal, ,
水素吸蔵合金の高吸蔵性能化, 軽量化, 材料安定化による先進材料開発は、水素貯蔵システムの高性能化を図る上で不可欠なものである。現在、水素吸蔵合金としてはMg系, Ti系, Ni系, Mn系合金など色々と提案されているが、低水素吸蔵量, 高重量, 微粉化といった問題を有している。その中、Be系合金は 水素吸蔵比(H/M)が高い、非常に軽量な材料である、高融点材料であり、安定した金属構造体を維持できる等の特性をもつ。したがって、水素吸蔵合金の軽量化及び高熱伝導性が図られ、輸送や加熱等の消費エネルギーコスト低減が期待される。しかしながら、Be系合金は特定化学物質で取扱いに係る安全性の観点からBe系合金に関する研究が極めて少ないのが現状である。本発表では吸蔵合金の合成法の紹介や基礎特性評価結果について報告するものである。
M
の水素吸蔵過程における過渡的構造変化町田 晃彦; 樋口 健介*; 綿貫 徹; 片山 芳則; 榊 浩司*; Kim, H.*; 中村 優美子*
no journal, ,
水素貯蔵合金の水素吸蔵放出反応メカニズムの解明は、性能向上に対する課題を解決する上で重要である。水素を吸蔵した状態は水素ガス雰囲気下で保持されるため、水素化物の状態または水素吸蔵放出過程の研究には水素ガス雰囲気下でのその場観察が必要となる。我々は放射光X線回折実験により水素吸蔵放出過程の非平衡水素圧力下における構造変化の研究を行っている。本研究では高温での平衡相として中間的な状態が出現しないLaNi
Al
およびLaNi
Sn
において水素吸蔵過程の時分割X線回折実験を実施し、非平衡水素圧力下における過渡的な構造変化を調べた。その結果、LaNiAlおよびLaNiSnともに水素吸蔵過程で過渡的な中間相の形成が確認された。
阿部 陽介; 佐藤 裕樹*; 都留 智仁; 橋本 直幸*; 大貫 惣明*
no journal, ,
超高圧電子顕微鏡を用いて、電子照射下における純鉄の格子間原子集合体の数密度の温度依存性を調べることにより、各温度での一次元(1D)運動挙動との関連性を調べた。その結果、照射温度の増加とともに格子間原子集合体の数密度は減少し、各温度において1D運動距離から評価したトラップサイト濃度と正の相関を持つことが分かった。従来の反応速度式に対して、格子間原子集合体の1D運動による移動・合体・消滅過程を定式化することにより、電子照射下での格子間原子集合体の形成・成長過程を理解するためには、1D運動挙動として観察されるトラップ及びデトラップ過程を考慮する必要があることが示された。
武山 昭憲; 杉本 雅樹; 吉川 正人
no journal, ,
前駆体高分子ポリカルボシラン(PCS)を原料とする炭化ケイ素(SiC)セラミックスを薄膜化し水素分離膜として用いるには、焼成転換時のPCSの体積収縮を抑制し、ピンホール等の欠陥がSiCセラミック薄膜に形成されるのを防ぐ必要がある。これまでにPCS薄膜を無酸素雰囲気で電子線照射により架橋(電子線架橋)すると、空気中で熱酸化架橋した場合に比べ、低温の焼成温度範囲で体積が膨張し、体積収縮が抑制されることが知られている。そこでこの原因を解明するため、電子線架橋および熱酸化架橋したPCS粉末を、アルゴン中673, 723, 773, 823, 873, 973Kでの焼成でSiCセラミック粉末に転換したときの、重量変化率, 密度, 窒素吸着等温線を測定した。電子線架橋より熱酸化架橋した試料の方が重量減少率, ガス発生量が大きかった。分解ガス発生量が多い酸化架橋の方が全細孔量が大きくなることから、焼成中に発生する分解ガスによってSiCセラミック粉末が発泡していることがわかった。特に電子線架橋したPCS粉末では、重量減少率あたりの全細孔容積の増加量が大きくなる温度で体積膨張が起こることから、焼成によるSiCセラミック粉末の体積膨張は分解ガス発生による発泡が原因であることがわかった。
遠藤 成輝*; 齋藤 寛之; 町田 晃彦
no journal, ,
高温高圧下でアルミニウム基合金Al
Cuが侵入型水素化物を形成することを見いだし、同様の手法を用いてアルミニウム基合金の水素化反応探索を進めている。CsCl構造を有するAlFe, AlCoおよびAlNi合金が高温高圧下で水素化し、侵入型水素化物を形成することを発見したので報告する。
板倉 充洋; 蕪木 英雄; 山口 正剛
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原子力材料は長年の中性子照射によって硬化する。これは金属材料が折れることなく曲がる塑性変形が、照射による材料変化によって阻害される現象であるが、これを解明するには塑性のメカニズムを原子スケールで明らかにする必要がある。それには塑性変形を担う転位線と呼ばれる格子欠陥がどのように材料内部を動くかを知る必要があり、これは実験で直接観察できないので大規模な量子計算が必要になる。本発表では量子計算によって初めてこの転位の移動に必要なエネルギーを高い精度で定量的に評価したので報告する。大規模な計算が必要という課題の解決にあたっては、新たに考案した境界条件を用い少ない原子数で多数の原子での計算に相当する精度を出すことを可能にしたことが上げられる。これによって転位の動きを定量的にモデル化することが可能となり、照射硬化をシミュレーションで定量評価するための道が開けたと言える。さらに本発表では実用鋼の強度評価のために炭素等が多く存在する場合の計算方法を議論し応用について議論する。