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Zhang, Y.*; 丸澤 賢人*; 工藤 航平*; 諸岡 聡; Harjo, S.; 宮本 吾郎*; 古原 忠*
ISIJ International, 64(2), p.245 - 256, 2024/01
被引用回数：0As-quenched martensite in carbon steels needs to be tempered to restore its ductility and toughness for practical applications. During tempering of martensite, microstructural evolutions induced by a series of reactions relevant to carbon diffusion is known to occur. In this study, multi-aspect characterization using advanced techniques such as in-situ neutron diffraction, transmission electron microscopy and three-dimensional atom probe tomography, was performed to investigate the changes in tetragonality, physical properties, microstructure and solute carbon content in high-carbon martensite, with an aim to clarify its low-temperature tempering behaviors. A binary alloy with a chemical composition of Fe-0.78 mass%C was austenitized and quenched to prepare the as-quenched martensite, followed by tempering in continuous heating at different heating rates. It was found that various reactions occurred sequentially during tempering, starting from the structure modulation generated by carbon clustering in the 0th stage, then followed by the precipitation of metastable 
-carbide particles on linear features in the 1st stage, towards the later decomposition of retained austenite and precipitation of cementite in the 2nd and 3rd stages, respectively. After analyzing the experimental results, the solute carbon content in martensite tempered under various conditions was found to be in good agreement with that estimated from the lattice volume expansion, whereas the evaluation based on the tetragonality might lead to some underestimation of the solute carbon content in martensite tempered at high temperatures.
千葉 敦也; 齋藤 勇一; 鳴海 一雅
JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.343 - 345, 2006/01
近年、われわれはTIARAにおいてMeV級クラスターイオンと物質との相互作用に関して興味深い結果を得ている。これらの相互作用や物理的現象を解明するためには、クラスターの構造を明確にする必要がある。そこで、比較的小さいサイズの炭素クラスターの構造解析を目的として、Coulomb explosion imaging法を応用した測定システムを開発し、試験的実験を試みた。計算理論では、薄膜透過により解離したクラスター構成原子の平均電荷は、クラスターの構造に依存するという結果が報告されている。ここでは、本システムにより、その検証を行った。その結果、C3について、薄膜により解離した構成原子の平均電荷の構造依存性に関して計算理論と同様な結果を示すことが確認された。
千葉 敦也; 齋藤 勇一; 田島 訓
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 232(1-4), p.32 - 36, 2005/05
被引用回数：10 パーセンタイル：58.83(Instruments & Instrumentation)クラスターイオンと物質との相互作用や衝突現象を解明するためには、クラスターの構造や物質への入射角度は重要なパラメートである。今回の実験では、Coulomb explosion imagingを利用し、薄膜を透過したカーボンクラスターCn(n=2,3,6)構成原子の動向を調べるとともに、クラスターの構造に依存すると言われる薄膜透過後のクラスター構成原子の平均電荷測定を行った。実験装置は原研高崎の3MeVタンデム加速器を使用して行った。クラスターイオンビームはスイッチング電極とアパーチャーによりパルス化され、1秒間に数個の割合で薄膜を透過し、その際クーロン爆発により分離したクラスターの構成原子は発光タイプのMCPと衝突する。薄膜とMCPの間に設けた平板電極の印可電圧と構成原子の偏向率から平均電荷を見積もる。測定結果は計算理論値と同様な傾向を示した。
鳴海 一雅; 中嶋 薫*; 木村 健二*; 万波 通彦*; 齋藤 勇一; 山本 春也; 青木 康; 楢本 洋
Materials Chemistry and Physics, 54(1-3), p.229 - 233, 1998/00
被引用回数：1 パーセンタイル：8.21(Materials Science, Multidisciplinary)高速クラスターイオンを固体に照射すると、非常に狭い領域に高密度の物質及びエネルギーを付与できるため、単原子イオンを照射する場合とは異なった効果が期待される。膜厚が2-17
g/cm
の炭素薄膜を透過した0.8MeV/atomのB
,B
,B
イオンのエネルギースペクトルを半導体検出器で測定し、2つのクラスター照射効果を観測した。まず、クラスターを構成する原子1個当たりの平均のエネルギー損失と0.8MeVのB
イオンのエネルギー損失との比の膜厚依存は、薄い膜厚で1より大きくなり、膜厚が厚くなると1に近づくことがわかった。このことは、クラスターに対する阻止能が単原子イオンに対する阻止能を単に積算したものではないことを示している。また、測定に用いた半導体検出器の出力において、パルス波高欠損が観測された。これは、クラスターの持つ高いLETによって半導体中に高密度の電子・正孔プラズマが生成されたため、単原子イオンの場合よりも電子・正孔対の再結合の確率が高くなり、見かけの出力が小さくなったことによる。
-CO-CH
-HO mixtures and coolant chemistry池添 康正; 小貫 薫; 清水 三郎; 中村 洋根*; 田川 精一*; 田畑 米穂*
Radiation Physics and Chemistry, 36(3), p.279 - 284, 1990/00
原子炉冷却材として用いられる炭酸ガス中のイオン反応を調べた。518K、大気圧のCO-CO(2.9%)-CH(40ppm)-HO(18ppm)混合ガス中の安定なイオン種は、H
O・mHO・nCOとCHCO・nCOの2種類であった。さらに反応(7)の反応速度(CO)・CO+CH
CHCO・CO、HCO・CO(7')定数を測定し、室温では10
cm
s
より小さく、518Kでは1.3
10
cmsであることを明らかにした。これらの反応の原子炉冷却材の化学作用に関する寄与を論じた。
杉本 俊一; 西井 正信; 杉浦 俊男*
Radiation Physics and Chemistry, 26(6), p.715 - 721, 1985/00
圧力8.410
Pa迄のCO-H混合気体の電子線照射効果を検討した。ほとんどの含酸素有機生成物のG値は、混合気体の圧力が高くなると増加するか、又は一定であった。トリオキサンとテトラオキサンを除く生成物のG値は、反応温度が高くなると増加した。トリオキサンとテトラオキサンのG値は、243Kで最大となり、さらに反応温度が高くなると低下した。これら環状エーテル生成G値の圧力および温度依存性から、これらの生成物は照射で混合気体中に生成したHCO(CO)nクラスターイオンの電子との中和から生成するものと考えられる。混合気体のCO濃度と生成物のG値との関係は、圧力によってほとんど変化がなかった。
池添 康正; 佐藤 章一; 清水 三郎; 松岡 伸吾*
Radiation Physics and Chemistry, 17, p.69 - 70, 1981/00
炭酸ガスの放射線分解に対する水の影響を調べた。その結果、微量の水の存在により、逆反応が促進され、一酸化炭素の生成が抑制されることを見出した。逆反応に関与する酸化種として、O
(HO)
(CO)
,O(HO)(CO)なるクラスターイオンを考えた。
池添 康正; 佐藤 章一
Bulletin of the Chemical Society of Japan, 51(1), p.33 - 36, 1978/01
被引用回数：8プロパン添加0.5%以下において、炭酸ガスの放射線分解によって生成した一酸化炭素は再酸化されて炭酸ガスになる。このため見掛けのG(CO)値が減少する。この時のG(CO)値の圧力、線量率依存性を調べた。その結果、G(CO)値は、高圧、低線量率程、小さくなることが見出された。一酸化炭素の再酸化(逆反応)について、以下のメカニズムを考えた。X
+COCO+Y+Z
,X+CH
Y+Z,X+XmCO+Z,但し、X:0(CO)n or O(CO)n
Zhang, Y.*; 丸澤 賢人*; 工藤 航平*; 諸岡 聡; 宮本 吾郎*; 古原 忠*
no journal, ,
As-quenched martensite in carbon steels needs to be tempered to restore its ductility and toughness for practical applications. During tempering, a series of reactions relevant to carbon diffusion are known to occur sequentially, causing changes in microstructure in tempered martensite. In this study, multi-aspect characterization using various advanced characterization techniques were performed, with an aim to clarify the low-temperature tempering behaviors of high-carbon martensitic steels. An Fe-0.8 mass% binary alloy was mainly used in this study, and 4 ternary alloys with further 2 at% addition of Mn, Si, Cr or Al, were also investigated for comparison. All the alloys were water quenched after austenitization to obtain the as-quenched martensite as the starting microstructure. Tempering processes were performed either by continuous heating or isothermal holding under various conditions. Afterwards, the changes in physical properties of tempered martensite were analyzed via calorimetry, dilatometry, and resistometry, whereas the microstructural evolutions were characterized via transmission electron microscopy, in-situ neutron diffraction, and three-dimensional atom probe tomography. The experimental results revealed the continuous occurrence of different tempering stages, including carbon clustering, precipitation of metastable iron carbide, decomposition of retained austenite, and precipitation of cementite. In addition, the tetragonality of martensite became continuously lowered due to the reduction in solute carbon content by tempering. Among all the investigated elements, the addition of Al was found to have the largest retardation effects on the tempering kinetics, which was caused by its suppression effect on carbon diffusivity.
Zhang, Y.*; 宮本 吾郎*; 古原 忠*; 丸澤 賢人*; 工藤 航平*; 諸岡 聡
no journal, ,
In this study, following our previous work on low-temperature tempering kinetics, multi-aspect characterization (in-situ neutron diffraction, TEM and 3DAP) via combining various traditional and advanced experimental approaches was performed, with an aim to thoroughly elucidate the low-temperature tempering behaviors and microstructural evolutions in martensite. As the result, the lattice parameters of a- and c-axes of martensite became increased and decreased, respectively, during continuous heating, resulting in continuous weakening of its tetragonality especially in the temperature range of the 1st stage of 
/-carbide precipitation (340 K 
500 K). On the other hand, the lattice parameter of austenite stopped increasing at 450 K much earlier before the onset of the 2nd stage, indicated the occurrence of carbon depletion.
