【研究分野】金属物性・材料

【研究領域課題番号】16K06706 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マグネシウム合金 / 長周期積層構造 / 高圧 / 高圧合成 / 長周期構造 / Mg合金

【研究成果の概要】

Mg-Zn-Y合金中の長周期積層構造（LPSO)は新しいタイプの金属の強化相として注目されている。本研究ではLPSOの形成過程を、高圧合成で作製されたhcpとfccの二相構造をとるMg85Zn6Y9を出発物質として観察した。ZnとYを含むfccが崩壊し、Mgからなるhcpに侵入する。hcp格子はc軸方向に伸長した後に崩壊し始め18R構造が形成される。本結果を第一原理計算と併せて説明した。LPSO関連物質群の探索として、常圧でLPSOを形成しないMg-Zn-Ybを加圧し、構成元素の原子半径比をLPSO形成元素に近づけた。結果的にLPSOは形成されなかったが、新奇な長周期超格子を二種類発見した。

【研究の社会的意義】

長周期積層構造(LPSO)を含むMg合金は強度に優れ、次世代の航空機材料として期待される。Mgに金属元素と希土類（Y or ランタノイド）を添加した三元系において、LPSOは形成されるが形成メカニズムは不明である。本研究ではMgのhcp格子が膨張しLPSOへの相転移が開始されることが明らかになった。第一原理計算と併せて考えると、Mg固有の特性であるhcpと18R構造のエネルギー差が小さいことに本相転移は由来する。また、LPSOと同様に塑性異方性の高い構造をMg-Zn-Ybへの高温高圧処理にて探索したところ、二種の新奇な長周期構造が発見された。これらは高強度合金の開発に有用な知見である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)