【研究分野】金属物性・材料

【研究領域課題番号】15K20959 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

粒界 / 破壊 / セラミックス / ドーパント / 透過型電子顕微鏡 / その場j観察 / TEM / その場観察 / 透過型電子顕微鏡（TEM）

【研究成果の概要】

α-Al2O3中の小傾角粒界に種々の元素を添加し、粒界原子構造をTEMにより解析した。粒界には転位が配列しており、添加元素は転位の引張ひずみ領域に選択的に偏析することが明らかとなった。また、偏析分布は元素のイオン価に相関が見られたことから、イオン性結晶における偏析現象は弾性的相互作用に加え電気的相互作用に強く依存することが示唆された。
高精度TEMその場機械試験の実現を目指し、駆動機構を有するMEMSデバイスを設計し性能評価を行った。また、本デバイスに用いる微小試料片の作製方法を検討した。デバイス性能は良好であったが、試料作製方法についてはさらなる改善を要することが明らかとなった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】25889015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

粒界 / アルミナ / 破壊 / ドーパント / 透過型電子顕微鏡 / その場機械試験 / 粒界破壊 / 不純物元素 / その場観察 / インデンテーション

【研究成果の概要】

本研究では原子レベルでの粒界破壊現象を探求するため、原子分解能透過型電子顕微鏡法とその場機械試験法とを併用した実験的手法の開発と基礎的データの収集を行った。Zr添加アルミナΣ13粒界の透過型電子顕微鏡その場ナノインデンテーション試験を行った結果、粒界に沿った亀裂の進展が見られた。さらに、原子分解能走査透過型電子顕微鏡により粒界破面を観察したところ、両破面上に数原子層のZr原子が残存していることが確認された。このことより、Zr添加アルミナΣ13粒界の破壊はZrの偏析層内で起こることが明らかとなった。また、本実験手法は原子レベルでの粒界破壊現象を探求するために有効であることが示された。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2013-08-30 - 2015-03-31

【配分額】2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)

【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】22246088 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

強度 / 靭性 / 破壊 / 疲労 / クリープ / 応力腐食割れ / 超塑性 / 摩耗 / その場観察 / TEM / ドメイン / 電子顕微鏡法 / セラミックス / 破壊・変形 / 粒界・界面 / 転位 / 原子配列

【研究成果の概要】

実際に材料を使用する外的な刺激の下における構造および特性の相関性を明らかにすることが実用材料の本当の構造-特性の相関性を理解することにつながる.本研究プロジェクトでは,外的な刺激を加えながら観察を行うその場電子顕微鏡法の開発およびその材料への応用を目的 として研究を行った.応力を加えた際のセラミックス中の転位の運動・双晶界面の形成などを 直接観察した他,圧電材料でのドメイン移動を直接観察することに成功したなどの成果が得ら れた.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円)