利用報告書 / User's Reports | ARIM Japan公式ホームページ

【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.23】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22UT0008

利用課題名 / Title

Mg合金の構造解析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）その他/Others

キーワード / Keywords

マグネシウム基合金, 走査型透過電子顕微鏡,電子顕微鏡/Electron microscopy

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

江草　大佑

所属名 / Affiliation

東京大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

江目皓祐,雨宮直輝,伊東祐斗,遠藤守琉,窪田翔

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

森山和彦

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-002：軽元素対応型超高分解能走査透過型電子顕微鏡（Cs-STEM）
UT-009：ハイコントラスト透過型電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Mgに微量の遷移金属元素および希土類元素を添加したMg-TM-RE合金は長周期積層規則（LPSO）相と呼ばれる特異な相を形成するとともに、温間加工の適用により著しい高強度化を発現するため、注目されている。本研究では高強度化に寄与すると考えられる変形組織の微視的特徴について電子顕微鏡法を用いた直接観察により明らかとすることを目的とした。

実験 / Experimental

鋳造により作製したMg₉₇Zn₁Gd₂ (at. %)合金について、熱処理材（溶体化処理→ 400℃×24ｈ保持）および熱処理後に押出加工（押出温度 623 K, 押出比 10:1, 押出速度 2.5mm/s）を施した押出材をそれぞれ作製し、試料とした。機械研磨・イオンミリングにより薄片化した試料を透過型電子顕微鏡（TEM）及び走査透過型電子顕微鏡（STEM）観察に供した。観察には下記装置を用いた。
TEM：JEM-2010HC（UT-009）
STEM：JEM-ARM200F Cold FE（UT-002）

結果と考察 / Results and Discussion

Fig. 1に熱処理材および押出材より取得したHAADF-STEM像を示す。Fig. 1 (a)に示す熱処理材から取得した像において添加元素の濃化を伴う積層欠陥（SESF）が非周期的に導入されていることが確認できる。また、押出材（Fig. 1 (d)）では加工に伴って結晶回転を伴うキンク界面が高密度に導入されているとともに、界面に沿って拡張転位として表現されるナノスケールのSESFが配列していることが確認できる。STEM観察結果およびXRDを用いた比較により、押出後の試料においてSESFの体積率が60%程度増大していることが確認され、加工中の動的析出に起因すると考えられた。またSTEM像の解析により、SESFの動的析出にはキンク界面を起点とした不均一核生成の影響が示唆され、本合金の優れた機械的特性に寄与していると考えられた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 HAADF-STEM images of Heat Treated and Hot Extruded samples.

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Daisuke Egusa, Quantitative X-ray diffraction analysis of solute-enriched stacking faults in hcp-Mg alloys based on peak asymmetry analysis, Materials Today Communications, 31, 103344(2022).
DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.103344

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

江草大佑，阿部英司，“電子顕微鏡法によるミルフィーユ型Mg合金におけるキンク構造・組織の解析” 日本金属学会 2022年秋季講演大会，令和4年9月21日．

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件