The BCC FCC hierarchical martensite transformation under dynamic impact in FeMnAlNiTi alloy

Li, C.*; Fang, W.*; Yu, H. Y.*; Peng, T.*; Yao, Z. T.*; Liu, W. G.*; Zhang, X.*; 徐 平光; Yin, F.*

Materials Science & Engineering A, 892, p.146096_1 - 146096_11, 2024/02

https://doi.org/10.1016/j.msea.2024.146096

The quasi-static superelastic responses and hierarchical martensite transformation from body-centered cubic (BCC) to face-centered cubic (FCC) under dynamic impact in FeMnAlNiTi alloys were investigated. Polycrystalline and oligocrystalline alloys were produced through solution heat treatment and cyclic heat treatment processes, respectively. The results show the volume fraction of residual martensite for oligocrystalline alloys is lower, which exhibits better superelastic responses compared with polycrystalline alloys. Dynamic impact tests indicate that, despite the weakening of the grain boundary strengthening effect, the ultimate strength of the oligocrystalline alloys closely matches that of the polycrystalline alloys under dynamic impact. The martensite transformation of the FeMnAlNiTi alloy is characterized as hierarchical under dynamic impact, and increasing strain rates and grain sizes can enhance the BCC FCC martensite transformation, resulting in higher martensite phase fractions for oligocrystalline alloys. The increase in ultimate strength is attributed to the dynamic Hall-Petch effect introduced by more martensite phase interfaces under dynamic impact.

Remnants of the nonrelativistic Casimir effect on the lattice

中山 勝政*; 鈴木 渓

Physical Review Research (Internet), 5(2), p.L022054_1 - L022054_6, 2023/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.5.L022054

カシミール効果は、何らかの量子場から生じるゼロ点エネルギーが空間的な境界条件の存在によって変化することを起源とする量子現象であり、一粒子エネルギーが運動量について線形に増加するような「相対論的な」量子場(電磁場など)に関しては過去の理論的・実験的な研究によって一定の理解が得られている。一方で、分散関係が二次となる「非相対論的な」量子場も世の中には数多く存在するが、そのような系にもカシミール効果が存在するのか否かはそれほど自明でない。本論文では、様々な分散関係を持つ格子上の量子場のカシミール効果が存在(または消失)する条件について、理論的な考察を行った。特に、偶数次の分散関係を持つような量子場を調べたところ、二つの境界間の距離が長距離のときカシミール効果が消失するが、短距離のときにのみ特異的な「名残」が残る例(remnant Casimir effect)を発見した。このような現象の発見は、有限サイズの格子構造からなる量子系(例えば、3次元物質の薄膜、2次元物質のナノリボンやナノチューブ、1次元物質のナノワイヤなど)の物理量の理解や解釈に役立つことが期待される。また、一般に、質量(ギャップ)を持つ量子場では、質量の無い(ギャップレスな)量子場と比べてカシミール効果が弱くなることが知られているが、この性質について今回の発見を応用した再解釈を与える。

Lattice-fermionic Casimir effect and topological insulators

石川 力*; 中山 勝政*; 鈴木 渓

Physical Review Research (Internet), 3(2), p.023201_1 - 023201_23, 2021/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.023201

カシミール効果は、何らかの粒子のゼロ点エネルギーが2枚の平行平板の存在によって歪められることによって生じる物理現象である。格子上の自由度においては、エネルギーと運動量の分散関係はブリルアンゾーンの範囲で周期性を持つため、それに対応してカシミール効果も変化するはずである。本研究では、ナイーブ・フェルミオン,ウィルソン・フェルミオン,(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンなどの格子フェルミオン系におけるカシミール効果の性質を理論的に調べた。特に、, , 次元において周期境界条件または反周期境界条件を持つ系について系統的な解析を行った。中でも、ナイーブ・フェルミオン,負質量を持つウィルソン・フェルミオン,domain-wall heightが大きい場合のオーバーラップ・フェルミオンなどの系において、奇数格子と偶数格子の間でカシミールエネルギーの大きさが振動する現象が見られた。この振動現象は、高運動量を持つ自由度(ダブラー)の存在に起因している。このような新奇なカシミール効果は、トポロジカル絶縁体のような物性系の実験や格子シミュレーションによって将来的に検証されることが期待される。

Casimir effect for lattice fermions

石川 力*; 中山 勝政*; 鈴木 渓

Physics Letters B, 809, p.135713_1 - 135713_7, 2020/10

AA2020-0811.pdf:0.54MB

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2020.135713

本論文では、相互作用のない格子フェルミオンにおけるカシミールエネルギーの定義を世界で初めて提案する。我々はこの定義を用いることで、空間方向に周期境界条件や半周期境界条件が課された1+1次元時空におけるナイーブ・フェルミオン,ウィルソン・フェルミオン,(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンに対するカシミール効果の性質を調べた。ナイーブ・フェルミオンにおいては、奇数個・偶数個の格子に対してカシミールエネルギーが交互に振動するという結果が得られた。ウィルソン・フェルミオンにおいては、格子サイズがの領域で、連続理論のディラック粒子におけるカシミールエネルギーとよく一致する結果が得られた。この結果は、格子シミュレーションによってカシミール効果を測定する際に、ウィルソン・フェルミオンによる格子正則化を用いることで離散化誤差をよく制御できることを意味している。さらに、(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンはトポロジカル絶縁体の表面モードに対応しており、様々なモデルパラメータ依存性も調べた。これらの発見は、対応する格子構造を持つ物性系や、格子上の数値シミュレーションによっても検証されることが期待される。

種々な方法によるMn-Si-C鋼の残留オーステナイト体積率測定の比較

友田 陽*; 関戸 信彰*; 徐 平光; 川崎 卓郎; Harjo, S.; 田中 雅彦*; 篠原 武尚; Su, Y. H.; 谷山 明*

鉄と鋼, 103(10), p.570 - 578, 2017/10

https://doi.org/10.2355/tetsutohagane.TETSU-2017-045

Various methods were employed to measure the austenite volume fraction in a 1.5Mn-1.5Si-0.2C steel. It has been confirmed that the volume fractions determined by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy/electron back scatter diffraction, X-ray diffraction and neutron diffraction exhibit a general trend to become larger in this order, although the values obtained by X-ray and neutron diffraction are similar in the present steel because austenite is relatively stable. The austenite volume fractions determined by diffraction methods have been found to be affected by the measuring specimen direction, i.e., texture, even by applying the conventional correcting procedure. To avoid this influence, it is recommended to measure both of volume fraction and texture simultaneously using neutron diffraction. Although synchrotron X-ray shows higher angle resolution, its small incident beam size brings poor statistic reliability. The influence of texture cannot be avoided for transmission Bragg edge measurement, either, which must be overcome to realize 2D or 3D volume fraction mapping.

樹脂溶液の硬化による体積線源の製造方法の開発

本木 良蔵; 根本 正弘*

JAERI-Tech 2002-030, 46 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-030.pdf:3.17MB

Ge半導体検出器による水や土壌など、環境試料等の放射能の測定には寒天製やアルミナ粉末製の規準線源である体積線源が市販されている。この両体積線源の容器はプラスチック製であり、容器が破損した場合、放射能汚染を生じ、測定値に誤差を生じさせる。そこで不飽和ポリエステル樹脂やビニルエステル樹脂とこれの硬化剤を用い、RI溶液を硬化させる方法、並びにRIを吸着させたアルミナ粉末を固化する方法を開発した。この方法による体積線源は堅牢であり、長期的な健全性や安全性を保証できるものである。また、本方法により製造した水試料用の体積線源は均一性に優れたものである。

Ge検出器のピーク効率曲線評価へのモンテカルロ手法の適用

三枝 純

放計協ニュース, (28), p.2 - 5, 2001/10

http://www.irm.or.jp/news28.pdf

線スペクトロメトリ法で体積試料の放射能測定を行う際、試料ごとのピーク効率曲線を必要とする。試料の形状,密度,組成等を考慮した標準体積線源の作製はその煩雑さや廃棄の観点から問題も伴う。近年、光子輸送計算の信頼性が向上しており、モンテカルロ計算と、標準点状線源による代表点での一点校正を組み合わせることにより、ピーク効率曲線を評価することを試みた。これにより体積試料のピーク効率曲線を簡便に、精度よく評価することが可能となった。

Comments on the effect of -irradiation on positronium formation in polymers at low temperature

Shantarovich, V. P.*; 平出 哲也; Kevdina, I. B.*; Gustov, V. W.*; Arzhakov, M. S.*

Materials Science Forum, 363-365, p.352 - 354, 2001/05

ポジトロニウムは陽電子と電子の結合状態であるが、それらのスピン状態によってパラーポジトロニウムとオルリーポジトロニウム(o-Ps)が形成する。o-Psの消滅寿命はo-Psの捕まる空間の広さに依存し、高分子の微視的自由体積評価に期待されている。しかし、o-Psがどのように自由体積に由来する空間につかまるかわかっていなかった。平出らによって見いだされた新しいポジトロニウム形成を用い、o-Psがどのように空間につかまるかを考察し、その結果、ほぼすべてのo-Psがその寿命よりはるかに短い時間で空間につかまっていることが判明した。

単一層拡散媒体に対する透過拡散実験シミュレーション及び解析プログラム

佐藤 治夫

JNC TN8410 2001-003, 40 Pages, 2001/01

JNC-TN8410-2001-003.pdf:1.13MB

岩石などの単一層拡散媒体に対する透過拡散実験のシミュレーション及び解析のためのプログラム(TDROCK1.FOR)を開発した。プログラムは、科学技術計算に適しているPro-Fortranにより作成し、解析法として比較的簡単な陽解差分法を用いた。解析では、これまでに取扱うことができなかったトレーサセル中の溶質濃度の時間変化を入力条件とすることができ、トレーサセルから測定セル側への溶質の拡散に伴うトレーサセル中での時間に対する濃度の減少、媒体空隙水中の濃度分布及び測定セル中の溶質濃度の経時変化などを計算することができる。また、入力条件として、両セル中の溶液体積や試料の直径及び厚さをパラメータとすることもできる。本プログラムは、既に拡散係数(見掛けの拡散係数、実効拡散係数)が求められているケースについて測定セル中の溶質濃度の経時変化について検証した結果、実測結果をよく説明することができた。このことから、本解析プログラムが実際の解析やシミュレーションに適用できることが確認された。本報では、透過拡散実験における理論的取扱い、解析のためのモデル、ソースプログラム例及びマニュアルについて説明する。

Determination of -ray efficiency curves for volume samples by the combination of Monte Carlo simulations and point source calibration

三枝 純; 大石 哲也; 川崎 克也; 吉澤 道夫; 吉田 真; 澤畠 忠広*; 本多 哲太郎*

Journal of Nuclear Science and Technology, 37(12), p.1075 - 1081, 2000/12

https://doi.org/10.3327/jnst.37.1075

放射線管理の現場において体積試料の放射能測定は一般的にGe検出器を用いた線スペクトロメトリ法により行われるが、あらかじめ試料の形状、密度、組成等を考慮した校正体積線源を作製するなどして固有の計数効率曲線を求めておく必要がある。校正線源の作製はその煩雑さや廃棄物の観点から問題も伴う。このため、解析的な手法やモンテカルロシミュレーション手法を用い、効率曲線を簡易的に求める方法もいくつか報告されているが、検出器結晶の不感層領域等を計算体系に正確に反映するのは難しい。ここではMCNP-4Bを用いたシミュレーション計算と、校正点線源による測定試料の代表点での一点校正を組み合わせることにより、不感層領域等、不確定な要因にあまりとらわれず、効率曲線を評価することを試みた。これにより測定試料の効率曲線を簡便に、精度良く評価することが可能となった。