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論文

Dislocation-climbing bypass over dispersoids with different lattice misfit in creep deformation of FeCrAl oxide dispersion-strengthened alloys

鵜飼 重治; 山下 真一郎

Journal of Materials Research and Technology, 16, p.891 - 898, 2022/01

https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.11.123

軽水炉の事故耐性燃料被覆管候補材であるFeCrAl-ODS合金の1000$$^{circ}$$Cでのクリープ変形速度は、分散粒子がYAlO$$_{3}$$である場合はY$$_{4}$$Zr$$_{3}$$O$$_{12}$$である場合に比べ、2-3桁大きくなる。また、これらの変形は転位と分散粒子の相互作用で決まる分散強化応力より十分低い応力で起こることが分かっている。このような新しく見出されたクリープ変形現象のメカニズムを2通りのアプローチで検討した。第1のアプローチは分散粒子と母相の界面での転位エネルギーの緩和理論に基づくもので、数値解析により転位の上昇運動が格子ミスフィットの大きいYAlO$$_{3}$$界面で加速されることを示した。他のアプローチは、分散粒子の周りに発生する応力が上昇運動する転位に働く力をPeach-Koehler関係式を解くことにより求める方法である。その結果、格子ミスフィットが大きい整合性の悪いYAlO$$_{3}$$は母相との界面で大きな応力を発生することが、転位の上昇運動を加速し大きな変形速度をもたらすことを定量的に示した。

論文

Accumulation of radiation damage and disordering in MgAl$$_{2}$$O$$_{4}$$ under swift heavy ion irradiation

安田 和弘*; 山本 知一*; 江藤 基稀*; 川副 慎治*; 松村 晶*; 石川 法人

International Journal of Materials Research, 102(9), p.1082 - 1088, 2011/09

https://doi.org/10.3139/146.110564
 被引用回数：9 パーセンタイル：51.86(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

原子炉照射環境において優れた耐照射損傷性を示すスピネル結晶について、高い耐照射損傷性のメカニズムを原子レベルで解明することを目的として、高速重イオン照射に伴うMgAl$$_{2}$$O$$_{4}$$スピネルの照射損傷を、高分解能透過型電子顕微鏡法及び高角度分解電子チャネリングX線分光法を駆使して精密に調べた。その結果、イオンの通過する軌跡に沿って形成される損傷領域は、中心部分にNaCl型結晶構造に相転移した領域(直径約1nm)、その周辺部にMgとAlの原子サイト間移動が起きている乱れ領域(直径約10-12nm)の多重構造で構成されることが明らかになった。

論文

Effect of atomic scale plasticity on hydrogen diffusion in iron; Quantum mechanically informed and on-the-fly kinetic Monte Carlo simulations

Ramasubramaniam, A.*; 板倉 充洋; Ortiz, M.*; Carter, E. A.*

Journal of Materials Research, 23(10), p.2757 - 2773, 2008/10

金属中の結晶格子により発生する応力の影響下で拡散する水素の挙動について、高精度な量子計算の結果を取り入れた非構造格子上での実行時計算を含むキネティックモンテカルロシミュレーションの手法を開発した。このシミュレーションで得られた実効的拡散係数は近似的理論による予測とよく一致する。このモデルは亀裂,転位,粒界などの欠陥と水素の相互作用に関して空間的には原子レベルの解像度を持ちつつ時間的には非常に長いスケールでのシミュレーションを可能にするものである。

論文

Synthesis and characterization of copper hydroxide acetate with a layered discoid crystal

香西 直文; 三田村 久吉; 福山 裕康; 江坂 文孝; Komarneni, S.*

Journal of Materials Research, 20(11), p.2997 - 3003, 2005/11

層状遷移金属水酸化物塩は、陰イオン交換性層状化合物の一種であり、陰イオン吸着材及びインターカレーションホストとして最近注目を集めるようになった。それゆえ、その種類,合成法,特性などに関する論文数は少ない。本研究では、従来とは異なる方法で合成した層状水酸化酢酸銅の基本的な特性について報告する。酢酸銅溶液を水酸化ナトリウム溶液でpH6.5まで滴定し、引き続き40$$^{circ}$$Cで熟成することによって得られた化合物は、既知の層状水酸化酢酸銅Cu$$_{2}$$(OH)$$_{3}$$(OCOCH$$_{3}$$)H$$_{2}$$Oと組成及び幾つかの特性が類似している。酢酸含有率がわずかに低いこの化合物は、既知の化合物に比べて、結晶形、383K以下での固相への酢酸イオンの結合安定性,溶液中の陰イオンとの反応などが異なる。

論文

Identification of the constitutive equation by the indentation technique using plural indenters with different apex angles

二川 正敏; 涌井 隆*; 田辺 裕治*; 井岡 郁夫

Journal of Materials Research, 16(8), p.2283 - 2292, 2001/08

材料表層部、すなわち腐食層,表面改質層,薄膜,さらに照射材料など微小材料領域の力学特性評価手法として、微小押し込み試験法は有用である。これまでに、押し込み荷重-深さ曲線をもとに、逆解析的に応力-ひずみ曲線を決定することができることを示し、弾-完全塑性体としてモデル化できる脆性材料の腐食層、あるいは防食被膜の特性評価を行った。しかしながら、一般に構成式が指数関数型で表せる延性材料の場合には、定めるべき係数が多く、逆解析的に構成式を決定することが困難である。そこで、複数の形状の異なる圧子を用いた押し込み荷重-深さ曲線から、一義的に構成式を決定できる新たな手法を提案した。さらに、本手法をニッケル基合金及びアルミ合金に適用し、その有効性を示した。

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