【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.15】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22NM0114
利用課題名 / Title
先進材料の微細組織や結晶構造の解析
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies
キーワード / Keywords
放射線, 先進材料, ハイエントロピー合金, チタン合金, 照射損傷, 転位ループ, 照射硬化,電子顕微鏡/Electron microscopy,イオンミリング/Ion milling,集束イオンビーム/Focused ion beam
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)
若井 栄一
所属名 / Affiliation
日本原子力研究開発機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
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
NM-503：200kV電界放出形透過電子顕微鏡（JEM-2100F1）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
科研費研究において、放射線場で使用する先進材料の研究開発を行うため、ARIMを利用して、それらの材料の微細組織や結晶構造の解析を行い、他の実験手法で得られた情報との相関関係を調べる。
実験 / Experimental
イオン照射した試料（鉄系ハイエントロピー合金やチタン合金）を用い、照射前後の微細組織や結晶構造の解析を行うため、FIB加工でサンプル採取と薄膜化を行った後、FIBで導入される表面層のダメージ層を除去を行った。この際、イオン照射による照射損傷は表面から深さ1-2μｍの領域にあり、損傷の深さ分布を持つ。このような試料に対して、透過形電子顕微鏡による微細組織の観察や結晶構造等の解析を実施した。
結果と考察 / Results and Discussion
得られた主な結果と考察を以下に示す。１．イオン照射した深さに対して、鉄系ハイエントロピー合金において照射損傷組織が観察された。損傷組織には照射によって形成された転位ループが確認された。２．上記試料に対して、照射前後において、マトリックスの格子歪みの変化や、析出物の変化等を詳しく解析することができた。３．チタン合金においては、試料の組織の様子及び、照射損傷分布の様子などを確認できた。４．微細組織や照射損傷の解析結果に対して、別途、実施したナノインデンター等の照射硬化等の測定結果との相関性を解析し、これらの材料の特性を評価することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、科研費研究（21H04668, 21H04480)の助成を受けたものです。また、本研究をARIM利用の遂行をするにあたりまして、特に、NIMSの関係者の皆様に感謝いたします。
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)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 若井栄一、能登裕之、 柴山環樹、中川祐貴、石田卓、牧村俊助、涌井隆、古谷一幸、安堂正己, "鉄系、チタン系、タングステン系ハイエントロピー合金の作製と特性評価", 日本金属学会（東京）、令和5年3月7日
- E. Wakai, H. Noto, T. Shibayama, S. Kano, K. Furuya, M. Ando, T. Kamata, T. Ishida, and S. Makimura, "Irradiation Damage Behaviors in Innovative Materials of Iron-based High Entropy Alloy and MA-HIPed W-TiC", Journal of Nuclear Materials, submitted on Feb. 28, 2023
- Eiichi Wakai, Hiroyuki Noto, Kazuyuki Furuya, Masami Ando, Takashi Wakui, Shunsuke Makimura, "Iron-Based High Entropy Alloys", 15th International Workshop on Spallation Materials Technology (Santa Fe), March 5-9, 2023
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