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Quantifying internal strains, stresses, and dislocation density in additively manufactured AlSi10Mg during loading-unloading-reloading deformation

Zhang, X. X.*; Andr$"a$, 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:8 パーセンタイル:98.24(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.


Preparation, thermoelectric properties, and crystal structure of boron-doped Mg$$_{2}$$Si single crystals

林 慶*; 齋藤 亘*; 杉本 和哉*; 大山 研司*; 林 好一*; 八方 直久*; 原田 正英; 及川 健一; 稲村 泰弘; 宮崎 譲*

AIP Advances (Internet), 10(3), p.035115_1 - 035115_7, 2020/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:68.88(Nanoscience & Nanotechnology)

Mg$$_{2}$$Si is a potential thermoelectric (TE) material that can directly convert waste energy into electricity. In expectation of improving its TE performance by increasing electron carrier concentration, the element boron (B) is doped in Mg$$_{2}$$Si single crystals (SCs). Their detailed crystal structures are definitely determined by using white neutron holography and single-crystal X-ray diffraction (SC-XRD) measurements. The white neutron holography measurement proves that the doped B atom successfully substitutes for the Mg site. The SC-XRD measurement confirms the B-doping site and also reveals the presence of the defect of Si vacancy (VSi) in the B-doped Mg$$_{2}$$Si SCs. Regarding TE properties, the electrical conductivity, $$sigma$$, and the Seebeck coefficient, S, decreases and increases, respectively, due to the decrease in the electron carrier concentration, contrary to the expectation. The power factor of the B-doped Mg$$_{2}$$Si SCs evaluated from $$sigma$$ and S does not increase but rather decreases by the B-doping.


Impurity effects in the microscopic elastic properties of polycrystalline Mg-Zn-Y alloys with a synchronised long-period stacking ordered phase

細川 伸也*; 木村 耕治*; 山崎 倫昭*; 河村 能人*; 吉田 亨次*; 乾 雅祝*; 筒井 智嗣*; Baron, A. Q. R.*; 川北 至信; 伊藤 晋一*

Journal of Alloys and Compounds, 695, p.426 - 432, 2017/02

 被引用回数:3 パーセンタイル:24.7(Chemistry, Physical)

Inelastic X-ray scattering (IXS) was performed on polycrystalline Mg$$_{97}$$Zn$$_1$$Y$$_2$$ and Mg$$_{85}$$Zn$$_6$$Y$$_9$$ alloys with synchronized long-period stacking ordered (LPSO) phase for investigating the impurity effects in the microscopic elastic properties. Inelastic neutron scattering (INS) was also carried out on the former alloy. LA modes were clearly observed in the IXS spectra of both the LPSO alloys, while TA modes can mainly be detected in the second Brillouin zone. Broader inelastic signals and larger quasielastic peaks are characteristic due to the phonon scattering by the Zn/Y impurities. Only the TA excitation energies increase by adding the impurities, which indicates a harder stiffness of the bond angles relating to the L1$$_2$$-type clusters in the LPSO alloys. New dispersion-less excitation modes are observed at about 10 meV by adding the Zn/Y impurities. By comparing with the INS data, the contributions of the impurities to these excitations are discussed using differences in the scattering cross-sections between neutrons and X-rays.


Identification of the crossing point at $$N$$ = 21 between normal and intruder configurations

Lic$u{a}$, R.*; Rotaru, F.*; Borge, M. J. G.*; Gr$'e$vy, S.*; Negoita, F.*; Poves, A.*; Sorlin, O.*; Andreyev, A.; Borcea, R.*; Costache, C.*; et al.

Physical Review C, 95(2), p.021301_1 - 021301_6, 2017/02

 被引用回数:12 パーセンタイル:79.17(Physics, Nuclear)

The $$beta^{-}$$ decay of $$^{34}$$Mg was used to study the $$^{34}$$Al nucleus through $$gamma$$ spectroscopy at the Isotope Separator On-Line facility of CERN. Previous studies identified two $$beta$$-decaying states in $$^{34}$$Al having spin-parity assignments $$J^{pi}$$=4$$^{-}$$ dominated by the normal configuration $$pi$$(d5/2)$$^{-1}$$ $$bigoplus$$ $$nu$$(f7/2) and $$J^{pi}$$ = 1$$^{+}$$ by the intruder configuration $$pi$$(d5/2)$$^{-1}$$ $$bigoplus$$ $$nu$$(d3/2)$$^{-1}$$(f7/2)$$^{2}$$. Their unknown ordering and relative energy have been the subject of debate for the placement of $$^{34}$$Al inside or outside the $$N$$ = 20 "island of inversion". We report here that the 1$$^{+}$$ intruder lies only 46.6 keV above the 4$$^{-}$$ ground state. In addition, a new half-life of $$T_{1/2}$$=44.9(4)ms, that is twice as long as thepreviously measured 20(10) ms, has been determined for $$^{34}$$Mg. Large-scale shell-model calculations with the recently developed SDPF-U-MIX interaction are compared with the new data and used to interpret the mechanisms at play at the very border of the $$N$$ = 20 island of inversion.


Direct numerical simulation on non-equilibrium superconducting dynamics after neutron capture in MgB$$_{2}$$ superconductor

町田 昌彦; 小山 富男*; 加藤 勝*; 石田 武和*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 559(2), p.594 - 596, 2006/04

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.08(Instruments & Instrumentation)



Neutronics assessment of advanced shield materials using metal hydride and borohydride for fusion reactors

林 孝夫; 飛田 健次; 西尾 敏; 池田 一貴*; 中森 裕子*; 折茂 慎一*; 発電実証プラント検討チーム

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1285 - 1290, 2006/02

 被引用回数:20 パーセンタイル:81.23(Nuclear Science & Technology)

核融合炉先進遮蔽材料としての金属水素化物及びホウ化水素の中性子遮蔽性能を評価するために中性子輸送計算を行った。これらの水素化物はポリエチレンや液体水素よりも水素含有密度が高く、一般的な遮蔽材よりも優れた遮蔽性能を示した。水素解離圧の温度依存性からZrH$$_{2}$$とTiH$$_{2}$$は1気圧において640$$^{circ}$$C以下で水素を放出することなく使用可能である。ZrH$$_{2}$$とMg(BH$$_{4}$$)$$_{2}$$は、鉄水混合材料よりも遮蔽体の厚さをそれぞれ30%と20%減らすことができる。水素化物とF82Hとの混合により$$gamma$$線の遮蔽性能が高くなる。中性子及び$$gamma$$線の遮蔽性能は以下の順で小さくなる:ZrH$$_{2}$$$$>$$Mg(BH$$_{4}$$)$$_{2}$$ and F82H$$>$$TiH$$_{2}$$ and F82H$$>$$water and F82H。


Direct numerical simulations for non-equilibrium superconducting dynamics and related neutron detection in MgB$$_{2}$$

町田 昌彦; 小山 富男*; 加藤 勝*; 石田 武和*

Physica C, 426-431(1), p.169 - 173, 2005/10



Electroplating of the superconductive boride MgB$$_{2}$$ from molten salts

阿部 英樹*; 吉井 賢資; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(1), p.406 - 409, 2005/01



金属系高温超伝導物質MgB$$_{2}$$のエレクトロニクス応用; トンネル接合素子と熱緩和型パルス応答素子への展開に向けて

石田 武和*; Wang, Z.*; 四谷 任*; 町田 昌彦

固体物理, 40(1), p.51 - 67, 2005/01



Superconducting properties of MgB$$_{2}$$ films electroplated to stainless steel substrates

阿部 英樹*; 西田 憲二*; 今井 基晴*; 北澤 英明*; 吉井 賢資

Applied Physics Letters, 85(25), p.6197 - 6199, 2004/12

 被引用回数:15 パーセンタイル:53.03(Physics, Applied)

MgCl$$_{2}$$, NaCl, KCl, MgB$$_{2}$$O$$_{4}$$からなる混合溶融塩に微量のCuCl$$_{2}$$を添加したところ、ステンレス基板上にホウ化物超伝導体MgB$$_{2}$$膜を電気化学的手法によって作製できることを発見した。顕微鏡観察から、薄いCu層がステンレスとMgB$$_{2}$$膜を結合させる役割をしていることが示唆された。また、低温における電気伝導測定から、臨界磁場28T,不可逆磁場13T、及び臨界電流25000A/cm$$^{2}$$の超伝導パラメータが得られた。この結果は、本手法で作製した膜が良好な超伝導特性を有することを示す。さらに、本手法の有する簡便安価性を考え合わせると、本手法はpowder-in-tube法のような従来型の膜作製法に比べ、応用に有利と結論した。



佐々 成正; 町田 昌彦; 山田 進; 荒川 忠一

計算工学講演会論文集, 8(2), p.757 - 758, 2003/05



Electrochemical synthesis of superconductive MgB$$_{2}$$ from molten salts

吉井 賢資; 阿部 英樹*

Physica C, 388-389(1-4), p.113 - 114, 2003/05

われわれは最近、MgCl$$_{2}$$,NaCl, KCl, MgB$$_{2}$$O$$_{4}$$の混合融液をアルゴン雰囲気下で電析することにより、超伝導体MgB$$_{2}$$が合成できることを見出した。試料の超伝導性については、帯磁率及び電気抵抗測定により確認した。電気抵抗がゼロになる試料が作成できたことは、本手法がデバイス作成へ応用できる可能性を示唆する。本発表では、試料作成の最適条件を見出すため、NaClをLiFなど他のアルカリハライドに置換することによる試料の超伝導特性の変化について調べた。


Neutron scattering study of magnetic ordering and excitations in the doped spin-gap system Tl(Cu$$_{1-x}$$Mg$$_{x}$$)Cl$$_{3}$$

大沢 明; 藤澤 真士*; 加倉井 和久; 田中 秀数*

Physical Review B, 67(18), p.184424_1 - 184424_8, 2003/05

 被引用回数:30 パーセンタイル:77.94(Materials Science, Multidisciplinary)



電気化学的手法による超伝導ホウ化物MgB$$_{2}$$薄膜の作製; MgB$$_{2}$$電気めっき法の開発

吉井 賢資; 阿部 英樹*

化学と工業, 56(7), p.802 - 804, 2003/00



Electron irradiation effects on MgB$$_{2}$$ bulk samples

岡安 悟; 池田 博*; 吉崎 亮造*

Physica C, 378-381(1-4), p.462 - 465, 2002/10



Irradiation effects on MgB$$_{2}$$ bulk samples and formation of columner defects on high-Tc supercoductor

岡安 悟; 笹瀬 雅人; 北條 喜一; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*; 佐藤 浩行*; 浜谷 祐多郎*; et al.

Physica C, 382(1), p.104 - 107, 2002/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:74.84(Physics, Applied)

新超伝導物質MgB$$_{2}$$の超伝導特性を改善するために照射効果を調べた。電子線照射は焼結体試料の粒界結合を損なうため、超伝導特性は悪くなる。一方、高エネルギー重イオン照射は、臨界電流密度ならびに不可逆磁場を改善する。また、高温超伝導体における円柱状欠陥生成メカニズムについて熱スパイクモデルを改良したTime-dependent Line Sourceモデルを適用して解析した。その結果、高速イオンが電子系に与えるエネルギーSeのうち1/4~1/3の値しか円柱状欠陥生成に寄与していないことがわかった。


Electrical transport properties of bulk MgB$$_{2}$$ materials synthesized by electrolysis on fused mixtures of MgCl$$_{2}$$, NaCl, KCl and MgB$$_{2}$$O$$_{4}$$

吉井 賢資; 阿部 英樹*

Superconductor Science and Technology, 15(10), p.L25 - L27, 2002/10

 被引用回数:11 パーセンタイル:51.99(Physics, Applied)

MgCl$$_{2}$$, NaCl, KCl及びMgB$$_{2}$$O$$_{4}$$の混合溶融塩に対し、Arフロー下600$$^{circ}$$Cにおいて電析を行ったところ、超伝導体MgB$$_{2}$$を含む析出物が得られた。この試料に対し、ゼロ磁場下の電気伝導測定を行ったところ、超伝導転移が約37Kで観測された。この温度は磁化測定から得られたものと近い。抵抗率は約32K以下でゼロとなった。電気伝導率の外部磁場依存性から、0Kでの上部臨界磁場及びコヒーレンス長は9.7T及び5.9nmと求められた。


Morphology evolution of thin Ni film on MgO(100) substrate

Lin, C.; Xu, Y. H.; 楢本 洋; Wei, P.; 北澤 真一; 鳴海 一雅

Journal of Physics D; Applied Physics, 35(15), p.1864 - 1866, 2002/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:42.15(Physics, Applied)



Electrochemical synthesis of superconductive boride MgB$$_{2}$$ from molten salts

阿部 英樹*; 吉井 賢資

Japanese Journal of Applied Physics, Part 2, 41(6B), p.L685 - L687, 2002/06

 被引用回数:8 パーセンタイル:36.14(Physics, Applied)



AMG(Algebraic Multi Grid)による超伝導Ginzburg-Landau方程式の解法

佐々 成正; 町田 昌彦; 山田 進; 荒川 忠一

計算工学講演会論文集, 7(1), p.171 - 172, 2002/05


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