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Kim, Y. S.*; Chae, H.*; Woo, W.*; Kim, D.-K.*; Lee, D.-H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lee, S. Y.*
Materials Science & Engineering A, 828, p.142059_1 - 142059_10, 2021/11
被引用回数：16 パーセンタイル：79.15(Nanoscience & Nanotechnology)CoCrNi medium entropy alloy (MEA) and stainless steel 316L (SS316L) were manufactured by direct energy deposition of additive manufacturing (DED-AM). Exceptional mechanical properties of DED CoCrNi at 210K were achieved by the activities of a multiple deformation scheme that changed from dislocation slip to twinning-induced plasticity followed by transformation-induced plasticity. While SS316L at room temperature has micro-twins, CoCrNi at 210K exhibited nano-twins, resulting from lower stacking fault energy. Moreover, transformed hexagonal close-packed (HCP) phases were found near the face-centered cubic (FCC) {111} grain boundaries, where remarkable stacking faults and severe lattice distortion were measured.
Zhang, X. X.*; Knoop, D.*; Andr
, H.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lutz, A.*; Lahres, M.*
International Journal of Plasticity, 140, p.102972_1 - 102972_20, 2021/05
被引用回数：28 パーセンタイル：94.42(Engineering, Mechanical)To better understand and predict the mechanical properties of additive manufacturing (AM) Al-Si-Mg alloys, developing a physically-based constitutive model is crucial. Among different models, the dislocation-density-based Kocks-Mecking (K-M) constitutive model has been widely used. In-situ neutron diffraction, a powerful method to measure the phase stress and dislocation density in bulk polycrystalline materials under loading, is employed to investigate the AM AlSi3.5Mg1.5 and AlSi3.5Mg2.5 (wt.%) alloys. Based on the present measured and previous experimental data, a multiscale constitutive model is developed for different AM Al-Si-Mg alloys.
Zhang, X. X.*; Andr, H.*; Harjo, S.; Gong, W.*; 川崎 卓郎; Lutz, A.*; Lahres, M.*
Materials & Design, 198, p.109339_1 - 109339_9, 2021/01
被引用回数：43 パーセンタイル：94.78(Materials Science, Multidisciplinary)Here, in-situ neutron diffraction is employed to explore the residual strains, stresses, and dislocation density in the LPBF AlSi10Mg during loading-unloading-reloading deformation. It is found that the maximum residual stresses of the Al and Si phases in the loading direction reach up to about -115 (compressive) and 832 (tensile) MPa, respectively. A notable dislocation annihilation phenomenon is observed in the Al matrix: the dislocation density decreases significantly during unloading stages, and the amplitude of this reduction increases after experiencing a larger plastic deformation. At the macroscale, this dislocation annihilation phenomenon is associated with the reverse strain after unloading. At the microscale, the annihilation phenomenon is driven by the compressive residual stress in the Al matrix. Meanwhile, the annihilation of screw dislocations during unloading stages contributes to the reduction in total dislocation density.
Chae, H.*; Huang, E.-W.*; Jain, J.*; Wang, H.*; Woo, W.*; Chen, S.-W.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Lee, S. Y.*
Materials Science & Engineering A, 762, p.138065_1 - 138065_10, 2019/08
被引用回数：41 パーセンタイル：92.06(Nanoscience & Nanotechnology)Plastic anisotropy and deformation-induced phase transformation of additively manufactured (AM) stainless steels were investigated via in-situ neutron diffraction, electron backscatter diffraction, metallography, and fractography. Two types of tensile specimens were manufactured: (1) One sample was vertically fabricated with its tensile axis parallel to the z-direction (AM-V), (2) The other sample was horizontally fabricated with its tensile axis perpendicular to the z-direction (AM-H). A commercial 15-5PH stainless steel (CA) was used for comparison. AM steel revealed enhanced yield strength, tensile strength, and uniform elongation over CA, which was mainly due to grain refinement and transformation induced plasticity (TRIP). Different onsets of strain nonlinearity between AM-V and AM-H were closely related to martensitic phase transformation.
橋本 直幸*; 磯部 繁人*; 岡 弘*; 林 重成*; 上田 幹人*; 山下 真一郎; 板倉 充洋; 都留 智仁
no journal, ,
原子炉および次世代型エネルギー炉の安全な稼働には、高エネルギー粒子照射環境に十分な耐性を持つ構造材料が必要不可欠であり、従来構造材料として信頼性の高い既存構造材料を基礎に材料開発が行われてきた。材料開発のポイントは、中性子エネルギーによる材料の照射損傷とそれに起因する機械的特性劣化の抑制にある。これまでの基本戦略は、既存構造材料の改良であり、製造工程や熱処理による微細組織の最適化や材料の化学組成の調整で対応してきたが、耐照射性という点で劇的な効果は得られなかった。そこで我々は、弾き出し損傷が起こらないあるいは弾き出し損傷後すぐに回復する材料の創製を目標に掲げ、この挑戦に可能性を感じさせる候補材料として、ハイエントロピー合金: HEA(高濃度固溶体合金: CSA)に着目してきた。HEAについては、最近、材料構成原子の拡散挙動や欠陥形成挙動における特異性および高温での照射損傷に対する優位性についても報告されるようになってきた。本発表では、次世代小型炉に対応した技術である積層造型(AM)法を用い、高温で耐照射性を有する低放射化ハイエントロピー材料(RA-HEAs)の創製を目的に実施した基礎基盤研究の現在までに得られている成果を紹介する。
山下 真一郎; 井岡 郁夫; 岡 弘*; 磯部 繁人*; 橋本 直幸*
no journal, ,
次世代小型炉に対応した技術である金属積層造形法(3Dプリンティング)を用い、高温で耐照射性を有する低放射化ハイエントロピー材料の創製を目指し、2020年より原子力システム研究開発事業において研究開発を進めている。成果報告として3件のシリーズ発表を行う予定であり、本発表ではシリーズ発表の3番目として照射特性について成果概要を紹介する。
橋本 直幸*; 上田 幹人*; 林 重成*; 岡 弘*; 磯部 繁人*; 山下 真一郎; 板倉 充洋; 都留 智仁
no journal, ,
次世代小型炉に対応した技術である金属積層造形法(3Dプリンティング)を用い、高温で耐照射性を有する低放射化ハイエントロピー材料の創製を目指し、2020年より原子力システム研究開発事業において研究開発を進めている。成果報告として3件のシリーズ発表を行う予定であり、本発表では研究の全体概要を紹介する。
岡 弘*; 佐藤 幹*; 橋本 直幸*; 磯部 繁人*; 山下 真一郎
no journal, ,
次世代小型炉に対応した技術である金属積層造形法(3Dプリンティング)を用い、高温で耐照射性を有する低放射化ハイエントロピー材料の創製を目指し、2020年より原子力システム研究開発事業において研究開発を進めている。本発表ではシリーズ発表の2番目として、積層造形法により作製した造形体の機械的特性および微細組織に関する成果概要を紹介する。
山下 真一郎; 井岡 郁夫; 阿部 陽介; 岡 弘*; 磯部 繁人*; 橋本 直幸*
no journal, ,
次世代小型炉に対応した技術である金属積層造形法(3Dプリンティング)を用い、高温で耐照射性を有する低放射化ハイエントロピー材料(RA_HEA)の創製を目指し、2020年
2021年度末まで原子力システム研究開発事業において研究開発を進めた。成果報告は4件のシリーズ発表で行う予定で、本発表ではシリーズ発表の3番目として照射特性について成果概要を紹介する。500
Cで300dpaまでイオン照射した時の微細組織観察結果の比較から、比較参照材である316Lは、製法の違いによりボイドのサイズ分布に大きな違いがあることが明らかとなった。一方、RA_HEAでは、非常に高い照射量までイオン照射された場合でも、微細なキャビティこそ形成するものの粗大化することはなく、製法の違いに依らず高い寸法安定性を有することが示された。
山下 真一郎; 橋本 直幸*; 岡 弘*
no journal, ,
ハイエントロピー合金(HEA)は、熱的安定性,硬度,高温強度,疲労強度,耐食性等の諸特性に優れることに加えて、耐照射性にも秀でることから、極めて魅力的な原子力材料となりうる可能性を秘めている。一方、3Dプリンティング技術を原子力分野で積極的に活用する動きが欧米のみならず、アジア圏でも拡がりつつある。本研究では、3Dプリンティング技術を用いて作製したHEAの、原子力分野における適用性を評価するため、原子力分野で使用実績が豊富な材料(SUS316L)及び経験豊富な作製方法(アーク溶解法)を実験パラメータに、イオン照射した各種材料における微細組織観察結果をもとに、キャビティやボイド等を定量化しスエリング挙動を比較した。各材料の照射後微細組織を評価しスエリング概算値を見積もった結果、(1)SUS316Lでは、製法に違いに応じてスエリングがひと桁異なること、(2)HEAでは、製法の違いに依らず高い寸法安定性、すなわち耐照射性に優れることが実験的に示された。
Amarsaikhan, K.*; 川堀 龍*; 渡部 雅; 今井 良行; 植田 祥平; Yan, X.; 溝尻 瑞枝*
no journal, ,
フェムト秒レーザー焼結は2D/3Dマイクロ積層造形の有望な技術である。本プロセスではバインダーに分散されたナノ粒子を基板上にコーティングし、フェムト秒レーザーパルスでスキャンしパターンが描画される。本研究ではこのプロセスを直径約100nmのSiCナノ粒子を用いたSiC微細構造の製造に適用するとともに、直径約18nmのより微細なSiCナノ粒子を含むインクを調製しフェムト秒レーザーによるパターニング特性をレーザー照射条件を変えて評価した。様々な走査速度におけるパルスエネルギーと線幅の関係から、18nmのナノ粒子を含むインクにおいて線幅の減少が確認された。また、描画ライン中央部のアブレーション幅はナノ粒子を微細化することで減少した。これらの結果から、微細なナノ粒子がインク表面積を増加させ、照射エネルギーの消費を増やし、インクの熱伝導率が低下したことが示唆された。
瀬川 智臣; 渡部 雅; 川口 浩一; 石井 克典; 加藤 正人
no journal, ,
革新的な核燃料製造技術として、光造形法による核燃料製造技術の開発を進めており、本研究では、光造形法および材料押出法による模擬物質を用いた積層造形実験を実施し、当該技術の核燃料製造プロセスへの適用性を評価した。光造形法および材料押出法のいずれの積層造形技術においても造形体を作製可能であり、核燃料製造プロセスへの適用可能性を示唆する結果が得られた。
川口 浩一; 瀬川 智臣; 石井 克典
no journal, ,
積層造形技術における光造形のMOX燃料製造への適用性評価のため、光硬化樹脂モノマーおよびこれに酸化セリウム粒子を分散したスラリーへの4.7MeV Heイオン照射によって形成される硬化層厚さを測定した。実験結果は短時間でスラリー全体が硬化することを示し、光造形法のMOX燃料製造への適用は困難であると評価した。
菖蒲 敬久; 冨永 亜希; 木曽原 直之; 前田 敏男*; 山岸 隆一郎*; 沖原 伸一朗*; 坪井 昭彦
no journal, ,
積層造形の課題である表面引張応力改善としてレーザーピーニングが有効であることからその照射前後の応力分布の変化を放射光X線で評価し、明らかに大きく改善があることを明らかにした。
神谷 潤一郎; 和田 薫
桜井 充*; ナン ティン ティン トゥエ*; 上原 孝浩*; 馬渕 拓也*
特願 2022-142703 
公開特許公報
【課題】高い真空排気性能を実現することができるターボ分子ポンプを提供する。 【解決手段】ターボ分子ポンプ1には、回転の軸線AXに沿って複数段のロータ翼31Aを有するロータ30と、軸線AXに沿って複数段のロータ翼31Aの間にそれぞれ配置される複数段のステータ翼14Aと、それらのロータ30、及び複数段のステータ翼14Aを内部に収容するケーシング11と、が設けられる。そして、それらの複数段のロータ翼31A、複数段のステータ翼14A、及びケーシング11を含むそのケーシング11の内部の少なくとも一部は、その素材に含まれるガスを放出させるための真空ベーキング処理が施された材料によって形成される。
