日本金属学会会報■

平成29年 7 月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

Vol.56 No.7 ISSN 1340-2625

ミニ特集「リチウムイオン二次電池材料開発の近年の進展と展望」■

56

http://jim.or.jp/

入門
講座

RIETAN-FP などを徹底活用した粉末構造解析
̶2. リートベルト解析とパターン分解̶

MTERE2 56（7）429〜478（2017）2017

http://www.jim.or.jp/journal/m/（←まてりあ記事オンライン）

http://www.jim.or.jp/journal/m/

2017
Vol.56
No.7◎

会告原稿締切毎月 1 日

翌月号(1 日発行)掲載です．
支部行事shibu＠jim.or.jp
本会記事stevent＠jim.or.jp
掲 示 板materia＠jim.or.jp

ミニ特集「リチウムイオン二次電池材料開発の近年の進展と展望」
企画にあたって

松尾元彰

高木成幸 ………………………………………………………………429

リチウムイオン電池の量子材料設計

小山幸典

田中

功 …………………………………430

水素化物を用いたリチウムイオン二次電池用新規負極材料の開発

市川貴之 ……434

ナノオープンポーラス Si を用いたリチウムイオン二次電池負極特性と電極体積変化 和田 武 加藤秀実 ………………………………………………………………………………438
中性子回折によるリチウムイオン伝導ガラスの構造研究

森

一広 …………………443

水素化物を用いた新規固体電解質と全固体二次電池の開発
吉田浩二
入門講座

宇根本 篤

大口裕之

折茂慎一 …………………………………………………………448

RIETANFP･VENUS システムと外部プログラムによる粉末構造解析―2. リートベルト解析とパターン分解― 泉 富士夫 ……………………………………453
RIETANFP によるリートベルト解析とハイブリッド・パターン分解のキーポイントと実践で役立つノウハウ
を紹介．

新進気鋭

鉄鋼材料の疲労における固溶炭素の役割と潜在能力～鋼の健康を保つために～小山元道……………………………………………………………………………………………………458

本会記事

会告 ………………………………………………462

次号予告 …………………………………………472

研究集会 …………………………………………469

新入会員 …………………………………………472

掲示板 ……………………………………………469

行事カレンダー …………………………………473

会誌・欧文誌 7 号目次 …………………………471
会誌・欧文誌・まてりあの投稿規定・投稿の手引・執筆要領，入会申込書，刊行案内はホームページをご参照下さい．
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表紙デザイン北野玲

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）
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6
41 乃木坂ビル 3F
3475
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FAX 03
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O1

企画にあたって松

ここ数年の第 1 分科(エネルギー材料)のミニ特集企画では，水素貯蔵材料，熱電変換材料，原子力材料などをテーマとして取り上げてきた．今回の企画では，リチウムイオン二次電池材料にフォーカスをあてることとした．
リチウムイオン二次電池は実用二次電池の中で最もエネル
ギー密度が高く，従来携帯電話やノートパソコンなどの小型モバイル機器に広く用いられてきた． 2010 年頃からハイブ
リッド自動車でそれまで用いられていたニッケル水素電池がリチウムイオン二次電池へと置き換えられ，また電気自動車の本格的普及に伴い需要が益々増えている．さらに，東日本
大震災をきっかけにして関心が高まり，定置用蓄電システム
へと用途は拡大している．このような自動車や定置用の大型電池では，小型モバイル機器向けに比べて大幅な高容量化や高性能化が求められるのはもちろんのこと，近年多数報告されている発火事故を防止するために高安全性に対する要求も強い．そのため，その要素技術はすでに成熟していると考えられ，ナトリウムイオン二次電池などのポストリチウムイオン二次電池が注目を集め始めているものの，リチウムイオン
二次電池材料の研究開発は近年ますます精力的に進められている．本誌の日本金属学会創立 80 周年記念特集では，高村
仁氏(東北大学)にさまざまな蓄電池に関わる材料の最近の進展についてまとめて頂いたが(本記事と併せて改めてお読み頂きたい)，今回のミニ特集ではリチウムイオン二次電池にフォーカスを絞って内容をさらに掘り下げ，また異なった観点での研究成果を紹介する．以下に個々の記事について簡単に紹介させて頂く．
前半の 3 件は電極材料に関する記事である．小山幸典氏
ら(物質・材料研究機構)には，現行のリチウムイオン二次電池の代表的な正極活物質である LiCoO2 および LiNiO2 に関して，格子欠陥と異種元素添加に関する第一原理計算を用いた研究成果を紹介して頂いた．電池特性に大きな影響を及ぼす格子欠陥濃度に関して従来定性的な理解にとどまっていたが，第一原理計算を用いることにより定量的な議論が可能となった成果が報告されている．市川貴之氏(広島大学)には，水素化物を負極活物質に使用した場合の充放電特性について解説して頂いた．水素化物は従来水素貯蔵/透過材料としての機能が主に注目されてきたが，現行の負極活物質である黒鉛よりも大きな容量を有し，かつサイクル寿命にも優れるため，後述する固体電解質としての用途とともに注目される新

尾

元

彰 高

木

成

幸


たな蓄電池材料である．和田 武氏ら(東北大学)には，金属
溶湯脱合金化法を用いたナノオープンポーラス Si の作製とそれを負極活物質として応用した場合の充放電特性について紹介して頂いた． Si は重量当たりの理論容量が黒鉛より約10 倍も大きいものの， Li の脱挿入に伴う多大な体積変化のために繰り返し充放電を行った際の容量劣化が著しい．それに対して和田氏らが独自開発した本手法を用いて作製されたナノオープンポーラス Si は，体積膨張を収容する機能を有しており，容量劣化を抑制できることが報告されている．
後半の 2 件は，高容量化だけでなく安全性向上にも繋がる全固体化を実現するための固体電解質開発に関する記事を掲載させて頂く．森 一広氏(京都大学)には，中性子回折を利用した硫化物系固体電解質の構造研究の一例について紹介
し て 頂 く ． リ バ ー ス モ ン テ カ ル ロ モ デ リ ン グ と bond valence sum 解析を用いることにより，従来用いられてきたリートベルト法や最大エントロピー法では困難であった，非晶質系固体電解質でのイオン拡散経路の可視化に成功した成果について解説して頂いた．吉田浩二氏ら(東北大学)には，水素化物系固体電解質の開発について紹介して頂いた．非金属元素と水素から構成される多様な水素クラスターを用いて結晶中に三次元的なイオン輸送チャンネルを形成することで，超イオン伝導を示す材料の開発に成功している．さらに，水素化物系固体電解質を実装した全固体電池において，優れた充放電サイクル特性が得られることが報告されている．
本特集を企画するにあたり，執筆をご快諾いただきました
著者の先生方と，ご協力を頂きました第 1 分科の編集委員の皆様に対し，この場をお借りして心より御礼申し上げます．
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
松尾元彰
2008年 東北大学大学院環境科学研究科博士後期課程修了
2010年 4 月 同 助教
2012年 3 月 同 講師
2016年 4 月～ 現職
専門分野材料科学◎水素貯蔵材料や固体電解質の研究開発に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

松尾元彰

高木成幸

関西学院大学理工学部准教授(〒6691337 三田市学園 2
1)
東北大学金属材料研究所准教授(〒9808577 仙台市青葉区片平 211)
Recent Advances and Future Perspectives of Material Development for LithiumIon Secondary Battery; Motoaki Matsuoand Shigeyuki
Takagi(School of Science and Technology, Kwansei Gakuin University, Sanda. Institute for Materials Research, Tohoku
University, Sendai)
Keywords: lithiumion secondary battery, firstprinciples calculations, nanoporoussilicon, hydride, Reverse Monte Carlo modelling2017年 5 月29日受理[doi:10.2320/materia.56.429]

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japanリチウムイオン電池の量子材料設計
小

山

幸

典
田
1)

,
,
功2



)

中

また，リチウム遷移金属酸化物をそのまま活物質として用

.

は じ

め

に

いることは希であり，電気的性質や寿命特性を改善するために異種元素を添加することがしばしば行なわれている．添加

リチウムイオン電池はモバイル機器の電源として開発され元素の効果は実験的に検討されているが，そもそも添加元素

たが，実用二次電池の中でエネルギー密度が最も大きいこと

がどれくらい，どのサイトに固溶するのかはあまり分かってから，電気自動車などの輸送機器や電力系統安定化のエネル

いない．添加された異種元素は外因性の格子欠陥と見なすこ

ギー源として期待されており，精力的な研究開発が進められとができ，格子欠陥の観点から異種元素添加を評価することている．電池材料を効率的に開発するためには材料の性質をが可能である．本稿では， LiCoO2 における異種元素の固溶

より深く理解することが重要であり，理論からのアプローチ

について考察する．

のひとつとして，第一原理計算を用いた研究が 1990 年代の.

中頃から行なわれている(1)(4) ．第一原理計算とは「最も基

計

算

方

法

本となる原理に基づく計算手法」を意味しており，物質・材
料研究においては量子力学に基づく電子状態計算を指す．また，単に電子状態を求めるだけでなく，得られた結果に統計

サイト A にある電荷 q の格子欠陥 X qA の形成エネルギーは以下の式で与えられる．

力学や固体物理学などの知識を統合することで，物質の様々

Df E(X qA)＝EDFT(X qA)－EDFT(bulk)－∑Dni mi＋qeF

な性質の理解や予測が行なわれている．

i

本稿では，リチウムイオン電池の電極活物質の格子欠陥に

ここで，EDFT(X qA)，および，EDFT(bulk)は第一原理計算で関する第一原理計算を用いた研究(5)(7)を紹介する．現実の求めた格子欠陥を含むスーパーセル，および，含まないスー

材料には格子欠陥が必ず存在しており，電極活物質においてパーセルのエネルギーである． Dni と mi はスーパーセルにも例外ではない．例えば，正極活物質に用いられているリチ

加えられた( Dni ＞ 0 )，あるいは，取り除かれた( Dni ＜ 0 )元

ウム遷移金属酸化物では，カチオン/酸素組成比やリチウム/素 i の原子数とその化学ポテンシャル，eF はフェルミエネル

遷移金属組成比が量論比からずれることがあり，このようなギーである．この格子欠陥の平衡濃度は以下の式で求められ組成のずれは必ず格子欠陥を生じる．また，リチウムと遷移る．

金属のミキシング(アンチサイト欠陥)も存在しており，これC(X qA)＝C(AA) exp (－Df E(X qA)/kBT)

らの格子欠陥が電池特性に大きな影響を及ぼしていることはここで， C ( AA )はサイト A のうち，格子欠陥でないサイト

よく知られている．活物質にどのような格子欠陥が存在するの濃度， kB はボルツマン定数， T は温度である．本稿でかは，酸化(あるいは還元)されやすい，リチウムとミキシン

は，格子欠陥濃度は 1 化学式あたりの数として評価していグしやすい，というような，活物質や遷移金属の「特徴」とる．

して捉えられてきた．活物質の材料設計においては，このよ

このように，格子欠陥の形成エネルギーは化学ポテンシャ

うな「特徴」を定性的に理解するだけでなく，定量的に把握

ルに依存する．このことは，酸化物では低酸素分圧下(mO がすることが重要である．本稿では，リチウムイオン電池の代小さい)において酸素空孔( DnO ＝－ 1 )が生じやすい( Df E

表的な正極活物質である LiCoO2 と LiNiO2 を取り上げる．

(VO)が小さくなる)，という例で理解できるであろう．この格子欠陥の形成エネルギーと平衡濃度を評価し，格子欠陥の化学ポテンシャルを通して，興味のある環境を設定すること観点から最適な合成条件について考察する．

ができる．また，電荷を持つ格子欠陥の形成エネルギーはフ物質・材料研究機構1)主幹研究員 2)招聘研究員(〒3050047 つくば市千現 121)
京都大学大学院工学研究科教授ファインセラミックスセンター客員主管研究員
Materials Design Using FirstPrinciples Calculations for LithiumIon Batteries; Yukinori Koyamaand Isao Tanaka,,(National
Institute for Materials Science, Tsukuba. Kyoto University, Kyoto. Japan Fine Ceramics Center, Nagoya)
Keywords: lithiumion battery, firstprinciples calculation, active material, lithium transitionmetal oxide, defect chemistry, doping
2017年 2 月20日受理[doi:10.2320/materia.56.430]

ミ ニ 特 集ェルミエネルギーにも依存する．本稿では，格子欠陥全体が.

電気的中性を満たすようにフェルミエネルギーを決定した．

格子欠陥濃度

なお，各元素の化学ポテンシャルは完全に独立ではない．
活物質 LiMO2 ( M ＝ Co, Ni )が安定相として存在することから，

LiCoO2 ，および， LiNiO2 における格子欠陥平衡濃度の，温度依存性(酸素分圧 0.2 気圧)と，酸素分圧依存性( LiCoO2

mLi＋mM＋2mO＝EDFT(LiMO2)は 1100 K ， LiNiO2 は 700 K ) を 図  に 示 す ． 両 活 物 質 とが成り立つ．ここで， EDFT ( LiMO2 )は第一原理計算で求めも，この条件における最も主要な格子欠陥は MLi であった

た LiMO2 のエネルギーである．また，他の任意の化合物にが，その平衡濃度には大きな違いが見られた． LiCoO2 では

対して，化学ポテンシャルの和はその化合物のエネルギー以1200 K において MLi が 1 以上となるが， LiNiO2 では 700下である必要がある．気相では自由エネルギーに対する温度

K で 1以上となり，LiNiO2 は Li 欠損・Ni 過剰になりやすと圧力の影響が重要であることから，温度 T ，分圧 P の酸いことが示唆された．また，MLi の平衡濃度の酸素分圧依存

素の化学ポテンシャルは以下の式で与えた．

性を見ると，LiCoO2 では酸素分圧の－1/4乗に比例するが，mO＝1(EDFT(O2)＋DG0(O2; T)＋kBT ln (P/P0))
2

LiNiO2 では－ 1 / 2 乗に比例する． LiMO2 における格子欠陥の平衡は，EDFT ( O2 )は第一原理計算で求めた O2 分子のエネルギー，－
LiMO2＝M＋
Li ＋e ＋Li2O＋1/2 O2

DG0( O2; T )は標準状態圧力( P0)におけるギブス自由エネルと表される．ここで，e－ は＋2 価の Co，あるいは，Ni イオ

ギーの温度 T と 0 K との差(8)である．

－
ンである．したがって，M＋
Li と e の平衡濃度の積は第一原理計算は，平面波基底 PAW 法により， VASP コ－－ 1/ 2[ M＋
Li ]×[e ]∝Pードを用いて実施した．紙面の都合上，計算方法の詳細は割と 酸 素 分 圧 の － 1 / 2 乗 に 比 例 す る ． LiCoO2 の 電 子 ( e－;

愛するが，詳しくは文献(5)(7) を参照されたい．なお，本稿

Co2＋)・正孔(h＋; Co4＋)対の形成エネルギーは 1.36 eV と比で用いた手法は希薄極限における近似であり，格子欠陥同士

較 的 大 き く ， e－ は Co＋
Li に 伴 っ て 生 じ る ． し た が っ て ，の直接的な相互作用を考慮していない．高濃度の格子欠陥を

－
［ Co＋
［Co＋
Li ]～[ e ]であり，
Li ]は酸素分圧の－ 1 / 4 乗に比例す

より定量的に議論するためには，格子欠陥同士の相互作用をる．一方， LiNiO2 の電子・正孔対形成エネルギーは 0.38

あらわに考慮する必要があり，クラスター展開法などが用い

eV と小さく，e－ と h＋ が多数生成している．これは，Ni3＋

られている(4)(9)．

か ら Ni2＋ と Ni4＋ へ の 不 均 化 反 応 が 生 じ て い る と も 言 える．このため，［ e－ ]は酸素分圧に対してほぼ一定であり，

図1

LiCoO2，および，LiNiO2 における格子欠陥平衡濃度の温度依存性，酸素分圧依存性．

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan




［Ni＋
Li ]は酸素分圧の－1/2乗に比例する．
このように， LiCoO2 と LiNiO2 では，電子状態の違いに由来して格子欠陥の平衡に差違が見られ， LiNiO2 は温度や酸素分圧の影響を強く受ける．したがって，格子欠陥の少な
い LiCoO2 試料の合成は比較的容易であるが， LiNiO2 では
NiLi を抑制することは難しく，そのためには，低温・高酸素

分圧下において合成すべきであると示唆される．実際，
LiCoO2 は800から900°
Cの大気中で合成されるが，LiNiO2 は600から 750°
Cの酸素ガス中で合成されており(10)，第一原理計算から示唆される合成条件と一致している．

.

異種元素添加

LiCoO2 への異種元素の添加を考える場合，添加元素の化学ポテンシャルを規定する必要があるが，カチオンの化学ポ
テンシャルを分圧で規定することは現実的でない．本稿では，添加元素の固溶限を評価することとし，3 相が共存する
ような条件を検討する．以下，酸素分圧は0.2気圧とする．
Al 添加の場合，(a) LiCoO2，Li2O，Li5AlO4 共存(Li 過剰極限)，( b ) LiCoO2 ， Li5AlO4 ， LiAlO2 共存，( c ) LiCoO2 ，
LiAlO2 ， CoAl2O4 共存( Al 過剰極限)，の 3 つの条件が考えられる．図にこれらの 3 相共存条件における格子欠陥平
衡濃度の温度依存性を示す．いずれの条件においても，主要な格子欠陥として AlCo が生じる．すなわち， Al は Co を置
換固溶する．Li 過剰極限(a)においては，AlCo の平衡濃度は1100 K で 8であり，内因性の格子欠陥の平衡濃度は Al を添加していない場合とほぼ同一であった．一方， Al 過剰極限( c )においては， AlCo の平衡濃度は 1100 K で 50 と大きいが，CoLi の平衡濃度が 6に増加した．これらの中間的な条 件で ある ( b )にお いて は， AlCo の 平衡 濃度 は 1100 K で52と大きく，CoLi の平衡濃度も 1に抑制された．このよ

うに，環境(化学ポテンシャル)によって格子欠陥の平衡は大きな影響を受ける．実験的には， LiCoO2 LiAlO2 固溶体でAl が 約 60  ま で Co を 置 換 固 溶 す る こ と が 報 告 さ れ て おり(11)，第一原理計算の結果はこれと一致する．

図2

Al 添加 LiCoO2 における格子欠陥平衡濃度．

同様の方法で評価した，温度 1100 K における種々の添加
元素の固溶限を図に示す． Al の例で示したように，添加元素の固溶限は化学ポテンシャルの影響を強く受ける．した

半径差が大きくなるほど固溶限が小さくなる傾向にあった．

がって，3 相共存条件の中から，内因性の格子欠陥が 1以下で添加元素の固溶量が最大となる条件を採用した．添加元

.

ま

と

め

素の固溶量は，そのイオン半径や価数と関連付けられることがあるが，定量的な関係はほとんど分かっていない．そこ

本稿では，リチウムイオン電池の代表的な正極活物質であで，添加元素を価数の順に並べると( a )， 1 価および 2 価のる LiCoO2，および，LiNiO2 における格子欠陥と異種元素添元素は Li サイトを好み，3 価以上の元素は Co サイトを好む

加に関する第一原理計算を用いた研究を紹介した．実験で格ことが分かる．一方，イオン半径の順に並べると(b)，イオ

子欠陥濃度を精確に測定することは難しく，従来は定性的なン半径が大きな元素は Li サイトを好む傾向に見えるが， Li

理解にとどまっていたが，第一原理計算を用いることによりとイオン半径が近い Sc ， In ， Zr などは Co サイトの固溶限

定量的な議論が可能となった．

の方が大きく，矛盾が多い．今回検討した添加元素の範囲で

近年は計算機の性能向上を活用したハイスループット計算

は，イオン半径よりも価数の方が置換サイトの支配因子であによるスクリーニングが注目されているが，一方で，複雑なった．同一価数の元素の中での比較では，サイトとのイオン問題に対する網羅的な第一原理計算は現実的ではない．最近ミ ニ 特 集業技術総合開発機構(NEDO)の「革新型蓄電池先端科学基礎研究事業(RISING)」から支援を受けた．

文

図3

LiCoO2 における異種元素(A)の固溶限．

献( 1 ) A. Yamada, K. Miura, K. Hinokuma and M. Tanaka: J. Electrochem. Soc., 142(1995), 21492156.
( 2 ) G. Ceder, M. K. Aydinol and A. F. Kohan: Comp. Mater. Sci., 8(1997), 161169.
( 3 ) E. Deiss, A. Wokaun, J. L. Barras, C. Daul and P. Dufek: J.
Electrochem. Soc., 144(1997), 38773881.
( 4 ) C. Wolverton and A. Zunger: Phys. Rev. B, 57(1998), 2242
2252.
( 5 ) Y. Koyama, H. Arai, I. Tanaka, Y. Uchimoto and Z. Ogumi:
Chem. Mater., 24(2012), 38863894.
( 6 ) Y. Koyama, H. Arai, I. Tanaka, Y. Uchimoto and Z. Ogumi: J.
Power Sources, 244(2013), 592596.
( 7 ) Y. Koyama, H. Arai, I. Tanaka, Y. Uchimoto and Z. Ogumi: J.
Mater. Chem. A, 2(2014), 1123511245.
( 8 ) M. W. J. Chase: NISTJANAF Thermochemical Tables, 4thed.; Journal of Physical and Chemical Reference Data Monographs, Amer. Inst. of Physics, (1998).
( 9 ) S. Buta, D. Morgan, A. Van der Ven, M. K. Aydinol and G.
Ceder: J. Electrochem. Soc., 146(1999), 43354338.
(10) R. Koksbang, J. Barker, H. Shi and M. Y. Saidi: Solid State
Ionics, 84(1996), 121.
(11) L. Dah áeron, R. Dedryv àere, H. Martinez, D. Flahaut, M.
M áen áetrier, C. Delmas and D. Gonbeau: Chem. Mater., 21(2009), 56075616.
(12) K. Toyoura, D. Hirano, A. Seko, M. Shiga, A. Kuwabara, M.
Karasuyama, K. Shitara and I. Takeuchi: Phys. Rev. B, 93(2016), 054112.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

ではデータ科学の技術の取り込みも盛んに研究されており，その一例を紹介したい．プロトン伝導体 BaZrO3 におけるプロトンの拡散経路・障壁を評価するためには，プロトンのポ
テンシャルエネルギーの分布を網羅的に求める必要がある．
豊浦らは，機械学習を用いたエネルギー分布の予測を取り入れることにより，網羅的に計算する場合の数分の 1 の計算量で，低エネルギー領域を網羅することに成功してい小山幸典
2002年 京都大学大学院工学研究科博士後期課程修了
2002 年 4 月～ 2005 年 1 月 名古屋大学大学院工学研究科 日本学術振興会
PD
2009 年 8 月～ 2015 年 6 月 京都大学国産官学連携本部 特定准教授(産官学連携)2015年 7 月～現職
専門分野計算材料科学◎第一原理計算を用いた電池材料の解析に従事．現職ではマテリアルズ・イ
ンフォマティクスを中心に活動．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

る(12)．今後は，このように計算量を合理的に削減する試み
も，第一原理計算を用いた研究において重要な技術になると考えている．
本稿で紹介した研究の一部は，科学技術振興機構(JST)のイノベーションハブ構築支援事業の「情報統合型物質・材料
開発イニシアティブ(MI2I)」，ならびに，新エネルギー・産

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan

小山幸典

田中

功




水素化物を用いたリチウムイオン
二次電池用新規負極材料の開発
市

川

貴

之

輸 送 で 45 MPa ， 水 素 燃 料 電 池 自 動 車 に お け る 車 載 で 70

.

は じ

め

に

MPa という超高圧を必要とし，一方，多量に水素を消費することを前提に，より多くの水素を一度に輸送する手法とし
大気中に含まれる二酸化炭素の濃度上昇を受け，それと相て，液化水素はマイナス253°
Cという超低温を必要とする．

関しているといわれる地球の平均気温の上昇を抑制するため

このような中，材料に水素を吸蔵させた場合，例えばニッケに，一次エネルギーの効率利用(省エネ)のみならず，再生可

ル水素二次電池の負極材料として知られる AB5 系合金で

能エネルギーの利用割合の増加を伴う一次エネルギーの構造

は，バルク体において液体水素を凌ぐ体積水素密度を実現す的変革が求められている．こうした背景を受け，二次エネル

る．しかしながら，水素貯蔵材料として捉えた場合，ランタ

ギーとしての水素および二次電池の重要性が「エネルギー基ンやニッケルで構成される金属原子に対して 11 から 13本計画」を含む主要な政策の中で改めて指摘されている．中の原子数比で水素が吸蔵されたとしても，重量水素密度といでも，二次電池産業の日本企業のプレゼンスを高めるべく，う観点では著しく低くなる．結果として，水素を吸蔵する材

その技術発展に国を挙げて取り組む旨が，このエネルギー基料の候補として，マグネシウムなどの軽元素で構成される材本計画に明記されていることは特筆に値する．しかしなが料が注目されている．特に水素化マグネシウム(MgH2)は，ら，昨今の中国における市場の拡大，それに呼応した中国企重量比で 6以上と高容量の水素貯蔵材料として期待されて業の躍進により，リチウムイオン電池の開発力は日本企業がきたが，大きな問題点として水素を吸蔵および放出する温度

世界トップであると言われながらも，その座が揺らぎ始めてとして300°C程度以上を必要とする点が挙げられ，世界中のいることは周知の事実である．

研究者たちがこうした特性改善を目指して研究を進めてきこうした背景のもとで，新エネルギー・産業技術総合開発

た．こうした中，私たちのグループでは，この Mg 粉末の機構( NEDO )が 2013 年に発表した二次電池技術開発ロード

表面を触媒付与によって改質し，300°
C程度以上を必要としマップでも，二次電池自体の性能目標のみならず二次電池をてきた水素吸蔵温度を，室温程度以下まで下げることに成功構成する様々な部材に対して，明確に技術開発目標が掲げらした(2)．図には，初期圧 2 MPa における各温度での水素れている．リチウムイオン二次電池において現在多用されて吸蔵特性を示した．図から明らかなように，室温，150°
C，いる負極材料は黒鉛(グラファイト)であり，その容量密度は250°
Cのそれぞれの温度で，数秒程度という高速で多量の水

約 370 mAh/g であるが，二次電池の高容量化のためにはこ素が吸蔵されている．また，本結果は熱活性なふるまいを示

れを大きく上回る新しい電極材料の開発が求められている．

していないが，十分な水素圧力で水素吸蔵実験を行ったた

ケイ素やゲルマニウム，スズなどは，合金系と称され注目をめ，水素化に伴って発生した熱が水素化速度を加速し，結果集めているが(1)，その他の候補として挙げられるのが金属水

的にほぼ同様の水素化特性を示したと考察した．事実，低温素化物であり，コンバージョン系と称されている．本稿では低圧で一定温度を維持できる環境において水素化実験を行っその水素化物を用いた場合の負極特性について詳述したい．

た場合は，熱活性のふるまいを示したことを強調したい(3)．
以上のように，私たちのグループでは，水素貯蔵材料の開発

.

水素貯蔵材料としての MgH2という目的のもとで，研究ターゲットとしてこの MgH2 に注目してきた．

我々のグループでは長く水素貯蔵材料に注目して研究を行ってきた．現状の水素貯蔵の主たる方法は圧縮水素を用いた

広島大学大学院工学研究科教授(〒739
8527 東広島市鏡山 141)
Development of Novel Anode Materials for LithiumIon Secondary Battery by Using Hydrides; Takayuki Ichikawa(Graduate School ofEngineering, Hiroshima University, HigashiHiroshima)
Keywords: secondary battery, LiIon battery, conversion, hydrogen storage, magnesium hydride, anode, allsolidstate batter, lithium
borohydride, magnesium borohydride
2017年 4 月24日受理[doi:10.2320/materia.56.434]

ミ ニ 特 集に進行した反応率と逆方向の反応率の比で示される，クーロ
ン効率(充電容量と放電容量の比)が低く，充電初期は大きな容量が得られるものの，すぐにその容量は減衰してしまう点
が研究課題として掲げられてきた．

.

固体電解質としての LiBH4

固体電解質としての LiBH4 は 2007 年に Matsuo らによって発表された．そもそも LiBH4 は115°
C程度で構造相転移を示すことが知られていたが，高温相において，リチウムのイ
オン伝導度が著しく向上する，超イオン伝導性を有すること
図1

活性化処理したマグネシウムの水素吸蔵特性．

が示された(8)．加えて，LiBH4 に LiI 等をドープすることにより，この構造相転移温度が低温化し，室温程度でも高温相が安定化することで，高いイオン伝導度が室温付近でも実現

. 水 素 貯 蔵 材 料 と し て の LiBH4 お よ び LiBH4 
MgH2 複合系

することが報告されている(9)．

.
水素化ホウ素リチウム(LiBH4)が水素貯蔵材料として注目

全固体セルを用いた水素化マグネシウム負極の特徴されたのは， 2003 年の Z äuttel らの報告(4) 以降であり，それまでの水素貯蔵材料の多くが重量比として 5程度以下であ

水 素 貯 蔵 材 料 と し て MgH2 ， LiBH4 ， お よ び MgH2 ったのに対し， 18 もの水素量を誇るとして発表がなされLiBH4 複合系に注目してきた経緯と， MgH2 がリチウムイ

た．水素放出時には不均化を伴って，水素化リチウム(LiH)

オン電池負極材料として， LiBH4 が固体電解質として注目とホウ素( B )を生成しながら 300 °C 程度以上で水素を放出すされてきたという経緯から，我々のグループでは必然的に本るが，熱的な安定性の高いホウ素を LiBH4 へと再生するの系に注目した．電極合材としては，Mg の水素化および脱水が困難であることから，多くの研究者によって注目されるも素化反応に触媒として作用する五酸化二ニオブ(Nb2O5)を 1のの，水素貯蔵材料としての道のりは 10 年以上経過した現

mol 添加した MgH2 と，固体電解質として用いる LiBH4

在でも遠い．一方，本系を上述の MgH2 と複合化して水素と，導電助剤としてのアセチレンブラック(AB)をそれぞれ，を吸蔵放出可能にする研究もなされている(5)．これを受けて

433 の重量比で混合し，これを錠剤成型機で図のよう

我々のグループではその反応メカニズムに関する研究に着手に， Li フォイルと固体電解質部の三層構造に成型したもの

した．その過程で，LiBH4 の融点以下である100°C程度の温を用い，ガスタイトのコインセルを用いてオイルバス内で充度でも，二種の固体である LiBH4 と MgH2 の間で高速に水放電測定を行った．

素原子が行き来している現象を発見した(6)．この水素の交換

充 放 電 測 定 に つ い て は ， LiBH4 が 超 イ オ ン 伝 導 を 示 す

現象は，上述した通り MgH2 の表面を触媒によって改質し120°
Cの温度で行った．電位のウィンドウを0.05～2 V とし，た場合の方が強く現れることも強調しておくべき事実である．

1 サイクル目の結果について図に示した(10) ．リチウムが電極内に取り込まれる前の，MgH2 の状態から出発している

.

負極材料としての MgH2

ため，図に示した()～()の番号の通り，測定は Li Insertion から始まっている．この結果から，電極電位は 0.7 V

MgH2 の負極特性については， 2008 年にフランスのグル

ー プか ら Nature Materials に初 めて 発表 され た(7) ． MgH

程度から速やかに低下し，0.5 V 程度での比較的長いプラト

2

ー領域を経て 1600 mAh / g の容量を示し，その後 0.2 V 程を負極として利用した場合の化学反応は以下のとおりである．

度でも短めのプラトーが観測されている．再現性に優れてい

MgH2＋2Li＋＋2e－  Mg＋2LiH

るため，いくつかのコインセルを作製して()及び()で一

この反応は MgH2 中の水素(H)をリチウム(Li)に受け渡すこ

つずつセルを分解して X 線回折を用いてキャラクタリゼーとで Mg 粒子近傍に LiH としてリチウムイオンが取り込まションを行ったところ，それぞれ Mg と LiH および，これれることを意味し，理論的には 2038 mAh / g の高容量を示に加えて Li3Mg7 の存在が明らかになった．この結果は，最すことが知られている．このような電極物質中の原子の移動

初にフランスのグループから報告された結果と等価なものでを伴う電極反応は，コンバージョン系と称され，水素化物だ

あり，それぞれ LiH の生成を伴うコンバージョン反応とけでなく，酸化物，硫化物，ハロゲン化物等が研究されてきMg との合金化を伴う反応に対応することがわかる．驚くべ

たが，その他のコンバージョン系と比べて著しく小さな分極

き点はその後の Li Extraction の反応であるが， 0.3 V 程度

電圧となることが示されている．一方，本系の問題点としてと 0.5 V 程度と 1.2 V 程度に 3 つのプラトー領域が観測されは，反応の可逆性が問題視され，上記反応式において右方向た．これらは，()～()での X 線回折によるキャラクタ

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japanリゼーションから，LiMg 合金からの Li の脱離反応，コン

グネシウム(Mg(BH4)2)の生成を伴うコンバージョン反応のバージョン反応の逆反応に対応し，これに加えて以下の式でサイクル性能は，電極の劣化要因となってしまうことが明ら示される新たなコンバージョン反応が進行していることが明かとなったため(10) ，図には充放電反応の電圧ウィンドウらかとなった．

を現状の 0.05 V 2 V から，0.05 V1 V に制限し，サイクル

Mg(BH4)2＋2Li＋＋2e－  Mg＋2LiBH4

した後の結果も含めて示した．図 4(a)から明らかなように，結果として，図 3 にも示した通り，初期のリチウム挿入の

1 サイクル目ではきれいな充放電特性を示し，Mg(BH4)2 の容量は，2045 mAh/g であったのに対し，リチウム脱離に相生成を抑制でき，より優れたサイクル性能を示すことが明ら

当する容量は，固体電解質がコンバージョン反応に加わったかとなった．一方で，10サイクル目では，0.7 V 付近に新たために挿入容量を上回り，2791 mAh/g を示した．

なプラトーが出現し， 50 サイクルまでその影響が残ってい残念ながら現在の反応条件では，3 番目の水素化ホウ素マる様子が見て取れる．一方で，図 4 ( b )から明らかなように ， 電 圧 の 下 限 を 0.05 V か ら 0.3 V に 制 限 す る こ と で ，LiMg合金の生成を抑制でき，結果として全体の容量は減少するものの優れたサイクル性能を示すことが明らかとなっている．特筆すべきは，電圧の下限を 0.3 V に制限することで，LiMg 合金の生成を制限できるだけでなく， 0.7 V 程度のプラトーの出現も抑制できた点にある．このことから，履歴として LiMg 合金を経て生成した Mg と MgH2 から直接生成した Mg が異なる動力学特性を示すことが示唆された．この際の充電電位と放電電位の差は，図 4 からも明らかなように 0.05 V 程度であり，著しく小さなヒステリシス性能を示す．
図2

全固体セルの概要．

 MgH2 のコンバージョン
本系の特徴を以下にまとめる．◯
 固 体 電 解 質 と し て LiBH4 を 用 い た ． ◯
系に注目し，◯

LiBH4 が超イオン伝導性能を示す120°
Cで充放電測定を行い，
 MgH2 の負極特性として， Li 挿入後に生成した Mg がさ◯ LiBH4 がコンバージョン反応の Liらに Li を吸蔵し，更に◯源として寄与し， Mg ( BH4 )2 の生成を伴うため，それぞれ初期の容量増に寄与することが明らかとなっている．しかし
 これらの副反応はその後のサイクル性能劣化に寄ながら，◯
 充放電時の電圧ウィンドウを 0.3 V
与してしまうが，◯
1Vに制限することで，これらの副反応を抑制でき，サイクル性
能の向上へと寄与することが明らかとなった．加えて，◯

MgH2 のコンバージョン反応は，全固体電池では考えられな

い 0.05 V 程度の著しく小さな分極電圧を示すことが明らかとなっている．また，最近ではさらにカーボンナノファイバ
図3

MgH2 負極材料の充放電特性(電圧条件は 0.05～2
V)．

図4



ーを導電助剤として利用することで，更なる特性向上につながったという報告も行っている(11)．

MgH2 負極材料の充放電特性(電圧条件は(a)0.05～1 V，(b)0.3～1 V)．

ミ ニ 特 集.

MgH2 負極材料が持つ可能性と今後の展開

本稿では詳述しなかったが，MgH2 を負極として用いた場
合に一般的な固体電解質として知られる硫黄系のものを用いた場合，あるいは一般的な電解液を用いた場合は，現在のところそれほど優れた性能を得るには至っていない．これら
は，電極界面で生じる不可逆な副反応が原因であると考えられているが，その詳細は明らかになっていない．逆に言えば，
MgH2 を負極として機能させるためには， LiBH4 を固体電解質として利用する必要がある．この LiBH4 に注目した場
合，イオン伝導度の観点から，現在の条件では120°C程度という高温でのみ動作するため，室温で動作する現状のリチウ
ムイオン電池の負極材料にすぐに置き換えられる訳ではない．そのために，より低温で動作する LiI などの添加物の利用や， LiBH4 を用いても動作する正極材料の探索が必要であると考えられる．一方，120°
Cでも動作するリチウムイオン電池という特徴からは，より高温で動作する NaS 電池の代替という観点での発展が期待できる．すなわち，現状のリ
チウムイオン電池の問題点の一つに，熱暴走の問題がある

文

献( 1 ) A. Jain, H. Miyaoka and T. Ichikawa: Int. J. Hydrogen Energy,
41(2016), 59695978.
( 2 ) N. Hanada, T. Ichikawa, S. Hino and H. Fujii: J. Alloys Comp.,
420(2006), 4649.
( 3 ) T. Kimura, H. Miyaoka, T. Ichikawa and Y. Kojima: Int. J.
Hydrogen Energy, 38(2013), 1372813733.
( 4 ) A. Zuttel, P. Wenger, S. Rentsch, P. Sudan, Ph. Mauron and
Ch. Emmenegger: J. Power Sources, 118(2003), 17.
( 5 ) J. J. Vajo, S. L. Skeith and F. Mertens: J. Phys. Chem. B, 109(2005), 37193722.
( 6 ) L. Zeng, H. Miyaoka, T. Ichikawa and Y. Kojima: J. Phys.
Chem. C, 114(2010), 1313213135.
( 7 ) Y. Oumellal, A. Rougier, G. A. Nazri, JM. Tarascon and L.
Aymard: Nature Materials, 7(2008), 916921.
( 8 ) M. Matsuo, Y. Nakamori and S. Orimo, H. Maekawa and H.
Takamura: Appl. Phys. Lett., 91(2007), 224103.
( 9 ) H.Maekawa, M. Matsuo, H. Takamura, M. Ando, Y. Noda, T.
Karahashi and S. Orimo: J. American Chemical Society, 112(2009), 894
895.
(10) L. Zeng, K. Kawahito, S. Ikeda, T. Ichikawa, H. Miyaoka andY. Kojima: Chem. Commun., 51(2015), 97739776.
(11) L. Zeng, T. Ichikawa, K. Kawahito, H. Miyaoka and Y.
Kojima: ACS Appl. Mater. Interfaces, 9(2017), 22612266.

が，室温近傍での温度制御よりも，120°
C程度での温度制御★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

が容易であることは言うまでもなく， NaS 電池のような溶

2002 年

融ナトリウムによる腐食の危険性も軽減できるのではないかと考えられる．また，高温で動作するため，結果的に高出力特性を担保できる点も強調したい．いずれにしても，現状の二次電池を代表する，リチウムイオン電池の性能を大きく向上させるという命題が掲げられて，国を挙げて研究開発が進められている中で，新たな機構の二次電池開発が多角的に進められ，同時にそのメカニズムに迫る研究開発を推進していくことが，着実にその技術を前進させる唯一の方法ではない

市川貴之

広島大学院生物圏科学研究科博士課程後期修了
広島大学総合科学部助手，広島大学自然科学研究支
援開発センター助手を経て2006年 4 月 広島大学先進機能物質研究センター 准教授
2015年 1 月 広島大学大学院総合科学研究科 准教授
2017年 4 月 広島大学大学院工学研究科 教授
専門分野エネルギー工学◎無機材料を用いたエネルギー貯蔵およびエネルギー
変換技術の基礎および応用研究に従事．種々の分析技術を用いた反応機構解明に基づく材料開発を行ってきた．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

かと考えている．

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japanナノオープンポーラス Si を用いたリチウムイオン二次電池負極特性と電極体積変化
和

田

武
加
1)

藤

秀

実
2)

純工程で大量に作製できるトップダウン型の手法が注目され，

.

は じ

め

に

Si のエッチング(7)(8) ，二酸化ケイ素の還元(9) ， Si 合金の凝固組織からの Si の抽出(10)(11)などが考案されている．
リチウムイオン二次電池(LIB)は他の二次電池に比べてエ

最近，我々のグループでは金属溶湯中脱合金化法という独

ネルギー密度が大きいことから電池を小型化・軽量化できる

自技術を用いて Si を含む多種多様のナノオープンポーラス

利点があり，スマートフォン，ノート PC，家庭用蓄電池な材料の作製を報告してきた(12)(13)．ナノオープンポーラス材

どに広く利用されている．最近のエネルギー需要の増加や電料とはナノ粒子やナノワイヤなどの孤立したナノ構造物の凝気自動車・プラグインハイブリッド自動車の普及により，集体とは異なり，ナノ粒子同士が焼結材料のように化学的に

LIB には大容量，長寿命，高レート動作などの高性能化が結合し，ナノポア同士も連結して連通孔を形成したスケルト

求められている．現行の LIB 負極活物質である黒鉛は，ほン構造のポーラス材料を指す．材料内部に孤立したナノポア

ぼ理論容量で利用されており，これ以上の高容量化を達成すを有するナノクローズドポーラス材料と対照的な材料であるためには，黒鉛に換わる新しい負極活物質の開発が必要とり，比表面積が大きく，液体や気体などの流体を透過できるな っ て い る ． Si は 重 量 当 た り の 理 論 Li 挿 入 容 量 が 3579

ことから，触媒などとして利用されている．ナノオープンポ

mAh / g と現行の黒鉛の 372 mAh / g に比べて約 10 倍大きいーラス構造は LIB 電極活物質の形態としても理想的である

ことから， Si を LIB 負極活物質として応用できれば LIB のと考えられる．なぜならば，この構造によって， Li 挿入時

容量の大幅な増加が期待できる(1)．しかし，黒鉛に Li を挿に大きな体積変化が生じても導電パスを維持できるととも入して LiC6 が生成する際には c 軸方向に体積がわずか 10

に，その体積変化を活物質内部のポアに収容することで電極程度しか増加しないのに対し， Si に Li を挿入して， Li15Si4に生じるひずみを低減してサイクル特性を改善でき，更にが生成する際には，Si 1 原子あたりの体積は元の約280には，活物質のポアに電解液が浸透できるために Li 挿入脱離も増加してしまう(1)．この大きな体積膨張が原因となり，反応が生じる面積を拡大でき，レート特性を改善できるため

Siに Li を挿入すると Si 活物質が自壊して集電体から剥離してである．

しまうため，サイクル数に伴って容量が著しく減少してしま

本稿では金属溶湯脱合金化法を用いたナノオープンポーラう．従って，Si を LIB 負極活物質として利用するためには，ス Si を作製と，これを活物質として応用した LIB 負極の特Li 挿入に伴って体積変化が生じても，電極が破壊しない活性および体積変化挙動を紹介する．

物質の形態制御が必要である．
この問題の解決のためにこれまで薄膜，ナノ粒子，ナノワ

.

金属溶湯中脱合金化法

イヤ，ナノポーラス体等の Si ナノ構造体が検討されてきた(2)(4) ．これらのナノ構造体はバルク体やマクロ構造体にナノオープンポーラス金属をトップダウン的に作製できる

比べて破壊耐性が高く，加えてナノポーラス体ならば，内包技術として，脱合金化法(この他，「脱成分腐食」，「デアロイする気孔(ポア)によって Li 挿入に伴う体積膨張を効率的にング」とも呼ばれる)が古くから知られている(14)．この方法吸収できると考えられている．このような着想のもとで，ナでは，水溶液中の腐食を利用して多元合金から卑な成分を取ノポーラス Si の合成と LIB 電極への応用に関する研究が進り除き，残存する貴な成分のポーラス金属を作製する．しかめられてきた．例えば，ナノポーラステンプレート上に Siしながら，この原理故に得られるナノオープンポーラス金属を堆積させる方法や， SiO の不均化反応によるポーラス Si

は主に貴金属に限られており， LIB 負極活物質となる卑・作製が報告されている(5)(6)．最近ではナノポーラス Si を単半金属群(Al, Zn, Li, C, Si, Ge 等)のナノオープンポーラス化

東北大学金属材料研究所1)准教授 2)教授(〒9808577 仙台市青葉区片平 211)
Electrochemical Performance and Volume Change of Lithium Ion Secondary Battery Negative Electrode Made with Bicontinuous
Nanoporous Si; Takeshi Wada and Hidemi Kato(Institute for Materials Research, Tohoku University, Sendai)
Keywords: nanoporous material, dealloying, silicon, lithium ion battery, anode2017年 2 月28日受理[doi:10.2320/materia.56.438]

ミ ニ 特 集は困難であった．

ド構造の Si であると同定された．更には，高温で処理され我々の研究グループでは，この脱合金化法の概念を大幅にた試料ほど，回折ピークの半値幅が狭くなる傾向が見られ，

拡張し，従来法の課題のブレークスルーとなる，金属溶湯中

高温で生成した Si ほど， Si の結晶子が大きくなっているこ

脱合金化法を開発した(15)．この方法は，前駆合金固体を金とを示唆している．

属溶湯に浸漬した際に生じる成分元素の優先的溶出現象を利図は Mg72Si28 前駆合金を773～1073 K の Bi 金属溶湯に用する．その原理を， A 金属元素と B 金属元素からなる均

15 分間浸漬して得られた Si の SEM 像である．全ての試料

一な AB 合金を C 金属溶湯に浸漬する反応を例として説明

においてナノ粒子が三次元的に結びついたナノオープンポー

する．ここで， A 元素は C 金属溶湯に溶出しにくい(混合しラス構造が確認された(以後，ポーラス体を構成する粒子部

にくい)性質を有し， B 成分は C 溶湯に溶出しやすい(混合分をリガメントと呼ぶ)が，そのポアサイズやリガメントサ

しやすい)性質を有するものとする．AB 合金を C 金属溶湯

イズは作製温度によって大きく異なっていることが分かる．

に 浸漬 すれ ば ， B 元 素 のみ が C 金属 溶湯 に選 択的 に溶 出

画像解析によって算出したポアサイズ，リガメントサイズ，

し，残留した A 元素が C 金属溶湯中でナノオープンポーラ
ス構造を自発的に組織する．この反応は，多元合金から可溶成分を取り除き，不溶成分のナノオープンポーラス材料を得るという点では水溶液腐食による脱合金化法に類似ている
が，成分の溶出が原子同士の混合によって進行する点が水溶液中の場合と大きく異なる．これ故，金属溶湯中脱合金化法
では，残留成分 A は貴金属である必要はなく， LIB 電極活物質である Si や C のナノオープンポーラス体のトップダウ
ン的作製を可能とした(16)(18)．

.

金属溶湯脱合金化法によるナノオープンポーラス
Si の作製金属溶湯中脱合金化法によってナノオープンポーラス Siを作製するための前駆合金と金属溶湯に用いる元素(＝前節において説明した AB 前駆合金と C 金属溶湯に適合する各元素)を検討する．B 元素は Si と混合して均一な前駆合金を形成できる必要がある．また， C 金属溶湯は Si とは混合せず， B 元素とは混合する性質を持つ必要がある．平衡状態
図(19)を参考にしてこの条件を満足する前駆合金と金属溶湯

図1

Mg72Si28 合金前駆合金およびそれを 773～ 1073 Kの 各 温 度 の Bi 金 属 溶 湯 に 15 分 間 浸 漬 し ， そ の後，硝酸水溶液に浸漬して Bi 成分を取り除いた
試料のエックス線回折パターン．

図2

Mg72Si28 前駆合金を 773 ～ 1073 K の Bi 金属溶湯に 15 分間浸漬後，硝酸水溶液に浸漬して Bi 成分を取り除いた Si の SEM 像．

の組み合わせを検討する． Bi と Si は分離型の状態図であり，互いの溶解度が小さいが， Mg と Bi は共晶の混合型の状態図であり，混合して合金を形成しやすいことが分かる．
また， Si と Mg の状態図も共晶型であり均一な合金相である Mg2Si を形成することが分かる．このことから， Mg Si前駆合金を Bi 金属溶湯に浸漬すると，前駆合金から Mg がBi 金属溶湯中に優先的に溶出する脱合金化反応が生じて，ナノオープンポーラス Si が生成すると考えられる．この設計を基に， Mg72Si28 合金(数字は原子，以下同じ)を作製し，これを Bi 金属溶湯に様々な温度で浸漬する実験を行った．
図は Bi 金属溶湯に浸漬する前の Mg72Si28 合金前駆合金のエックス線回折パターン，およびそれを 773 ～ 1073 K の各温度の Bi 金属溶湯に15分間浸漬し，その後，硝酸水溶液に浸漬して Bi 成分を取り除いた試料のエックス線回折パターンである． Mg72Si28 前駆合金は主相が Mg2Si 金属間化合物であり， Mg が少量分散した二相構造であることが分かる．一方でこの前駆合金を Bi 金属溶湯に浸漬して脱合金化処理を施した試料は，処理温度にかかわらず全てダイヤモン

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japanポロシティを脱合金化処理温度に対して図示したものが図である．例えば， 773 K で作製された Si のポアサイズは 70
nm 程度であるのに対し， 1073 K で作製されたものは 450

.

ナノオープンポーラス Si を活物質とした LIB 負極特性と電極体積変化

nm 程度となっており，リガメントサイズも同様の傾向を示

し，脱合金化処理温度が高いものほどポアサイズおよびリガ

図 2 に示した様々なポア・リガメントサイズを有するナ

メントサイズが粗大になっていることが分かる．透過電子顕ノオープンポーラス Si を活物質として LIB 電極を作製し微鏡トモグラフィによれば，これらのナノオープンポーラス

た．ナノオープンポーラス Si とカーボンブラック(電気化学

Si はロッド状の Si 単結晶が互いに連結して構成されてお工業社製)とポリイミドバインダ(宇部興産株式会社製)を重り，それぞれのリガメントの表面は{111}面のファセットで量比60:25:15で混合し，Nメチルピロリドンを適量添加しあることが明らかになっている(20) ． Mg Si 前駆合金を Biてスラリーの粘度を調節し，塗工機を用いて Cu 集電体に均

金属溶湯に浸漬すると，前駆合金表面から Mg が Bi に溶出一に塗布した．また，ナノオープンポーラス構造の電極特性し，残留した Si が未反応前駆合金やすでに生成した Si のリへの影響を調査するために，比較試料としてのナノ粒子 Si

ガメントとの固液界面に蓄積される．この蓄積した Si が初(粒径約 100 nm，シグマアルドリッチ社製)を活物質として期段階では微細な Si のリガメントを形成するが，表面積がナノポーラス Si の場合と同一の工程で塗布電極を作製し大きい状態が不安定であるため，これを減少するためにリガた．作製した Si 電極を作用極として，対極に純 Li 箔を用

メントを粗大なものへと成長させる．この成長機構は固液界い，電解液には 1 mol/l の濃度で LiPF6 を炭酸フルオロエチ

面における Si 原子の拡散であることが示唆されている(21)．

レン( FEC )溶媒に溶かしたものを使用して評価セルを組ん

高温ほど表面拡散が活性化されるため，高温の Bi 金属溶湯

だ．FEC は Si 負極に対して薄く均一な SEI 被膜を形成する中で作製される Si ほど，脱合金化反応やリガメントの成長溶媒であることが知られている．図(a)は作製した LIB 電

速度が速く，得られるポーラス構造が粗大になったと推察さ極の定電流試験における容量サイクル数曲線である．電流れる．一方でポロシティは脱合金化処理温度にかかわらず

密度は 1C であり，電位窓は0.005～1 V とした．ナノオープ

60～ 70のほぼ一定値を取っている．ポロシティは Mg Si

ンポーラス Si 電極の初回容量は 2500 ～ 3500 mAh / g と，ナ

前駆合金から Bi 溶湯に Mg が溶出することで生じる結晶構

ノ粒子 Si 電極の 1500 mAh / g に比べてかなり高い値を示し造の変化によって決まると考えられる．図 1 に示す通り，ており，ナノオープンポーラス構造が孤立ナノ粒子構造に比Mg72Si28 前駆合金の主相は蛍石構造の Mg2Si であり， Mg

べて Li の挿入脱離の促進に効果的であることが分かる．一を Bi 溶湯中に放出して，最終的にはダイヤモンド構造の Si方で，ナノオープンポーラス Si の初回容量は Si 作製温度，に結晶構造を変化させる． Mg2Si が Si に結晶構造を変化さ

すなわちポアサイズやリガメントサイズによって明確な違いせる際には，Si 1 原子当たりの体積は約68.7減少することが生じている．例えば 973 K で作製した Si の初回容量はおが格子定数などを基に計算できる．この体積減少率は，実際

よそ 3500 mAh/g で室温における Si の理論重量容量(Li15Si4に形成した Si のポロシティとよく一致していることから，時)に近い値を示している．一方で， 773 K で作製されたナ

本プロセスにおいて導入されるポアの起源は Mg の溶出でノオープンポーラス Si では 2800 mAh / g に留まっている．

あり，その量は前駆合金中の Mg の濃度によりほぼ一意に

この理由を調査するために，作製した塗布電極の合剤層の構定まっていることが分かる．

造を収束イオンビーム加工装置を用いて観察した．図 4( b)は 973 K および 773 K で作製されたナノオープンポーラス
Si 電極合材層の充放電試験前の断面 SEM 画像である．このSEM 像は反射電子像であり，原子番号がより高い Si が明る

図4

図3



各脱合金化処理温度で作製したナノオープンポー
ラス Si のポアサイズ，リガメントサイズ，ポロシティ．

( a )ナノオープンポーラス Si を用いて作製した
LIB 電極の定電流試験における容量サイクル数
曲線．( b ) 973 K および 773 K で作製されたナノオープンポーラス Si 電極の合剤層断面 SEM 像．
(文献(17)より許可を得て転載)(オンラインカラー)

ミ ニ 特 集いコントラストとなり，導電助剤やバインダーなどの炭素をの Li 挿入において約 40 膨張し， 2 サイクル目以降では約主成分とする部分は暗いコントラストとなっている．この合20 程度の振幅で膨張と収縮を繰り返していることが読み

剤層断面の観察結果からわかるように，973 Kで作製した Si

取れる．図 5 ( b )はナノオープンポーラス Si 電極に Li 挿入

は導電助剤であるカーボンブラックと均一に混合され，両者量が 1500 mAh / g となるように放電時間を定めて Li の挿入の接触は良好であるが，773 K で作製されたそれは図中に点脱離を繰り返した試験で得られた電極厚さの変化である．ナ

線で囲んだようにナノオープンポーラス Si の塊が不均一にノ粒子 Si と同じ容量とすることで，同一 Li 挿入量におけ

分散し，その塊の内部にはカーボンブラックは確認できな

る，電極の体積変化を比較することを目的としている．ナノい．図 3 に示した通り， 973 K および 773 K で作製された

オープンポーラス Si 電極はナノ粒子 Si 電極と同一容量で繰ナノオープンポーラス Si のポアサイズはそれぞれ 180 ， 70

り返し Li を挿入脱離しているにもかかわらず，その厚さ変nm 程度であるが，カーボンブラックのストラクチャサイズ

化はナノ粒子 Si 電極のそれよりも小さい約 10程度の振幅

は 100 nm 以上であり， 773 K のナノオープンポーラス Si

で膨張と収縮を繰り返していることが読み取れる．この結果のポアサイズよりも大きいため，両者が均一に混合できず不からもわかるように，ナノオープンポーラス Si 電極では，均一構造が生じてしまったと考えられる．導電助剤と接触でLi 挿入に伴う体積膨張を活物質内部のポアに収容することきていない Si は電気抵抗が大きいために Li 挿入脱離が困難

で，電極の巨視的な膨張を抑制していると考えられる．図 5となって充放電に関与できず，結果として電極中の Si の利(c)および(d)に Li 挿入脱離を10サイクル繰り返したそれぞ

用率が低下して容量が小さくなったと考えられる．773 K でれの電極表面形態の SEM 像を示す．ナノ粒子 Si 電極は多作製されたナノオープンポーラス Si はポア・リガメントサ

数のクラックが認められたが，ナノオープンポーラス Si 電

イズが小さく，表面積が大きいため， Li の挿入脱離が容易

極のクラックは比較的少ないことが分かる．これらの結果かになり，破壊に対する耐性も高いと予測され，容量やサイクらもわかるように，ナノオープンポーラス Si はナノ粒子 Si

ル特性が高くなることが期待されたが，実際にはポア・リガ

電極と比較して，活物質の体積変化を電極内部に収容して電メントサイズは導電助剤等の他の電池材料とスケールを一致極に生じるひずみを低減させ，電極の破壊や劣化を抑制してさせることが性能を改善するために重要であることが明らかいるものと考えられる．

となった．
次に， Si 活物質の形態とリチウム挿入脱離時の電極の体

.

お

わ

り

に

積変化の関係を調べるために， Li 挿入脱離反応に伴う電極の厚さ変化を接触変位計でその場測定した．図( a )はナノ

本研究では冶金学の知見に基づいて開発された金属溶湯中

粒子 Si を用いて作製した電極を 0.1C の定電流において 0～脱合金化法を利用してナノオープンポーラス Si の作製に成

1 V の範囲で Li 挿入脱離させた際の電極厚さの変化率を示功し，それをリチウムイオン二次電池負極として応用するこしている．グラフの上段にはこのとき計測されたセル電圧とに成功した．ポア・リガメントサイズを適切に制御するこ

容量曲線を示した．ナノ粒子 Si 電極は電極厚み測定用セルとで理論容量に匹敵する高い容量が得られることを明らかに

中では 0.1C において約 1500 mAh / g の容量を 10サイクル維

した．また，ナノオープンポーラス Si は活物質内部に存在持していることが分かる．その際に，電極厚さは初サイクル

するポアを利用して， Li 挿入に伴う体積膨張を収容する機能を有しており，これが，電極の破壊を抑制していることが分かった．このようにナノオープンポーラス Si は高容量と高サイクル特性を両立できる負極活物質として有望であることを確認した．一方で，本プロセスは多量の Bi 金属溶湯を必要とするため現状ではコストが高いことが課題となっており，金属溶湯を精製しリサイクルを行うプロセスも同時に確立してコストを低下させる必要があると考えている．

文図5( a )ナノ粒子 Si および( b )ナノオープンポーラス
Si ( 973 K )を用いて作製した電極の 1500 mAh / gの Li 挿入脱離時の電極厚さの変化．1500 mAh/gの Li 挿入脱離を10サイクル繰り返した後の(c)ナノ粒子および(d)ナノオープンポーラス Si 電極の表面形態 SEM 像．(文献( 17 )より許可を得て転載)

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
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H. Kato: Nano Lett., 14(2014), 45054510.
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(21) M. Tsuda, T. Wada and H. Kato: J. Appl. Phys., 114(2013),
113503.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
和田 武
2006年 3 月 東北大学大学院工学研究科博士課程後期 3 年の課程修了
2006年 4 月 東北大学金属材料研究所・助手
現職
2016年 5 月 東北大学金属材料研究所・准教授
専門分野非平衡金属材料・ポーラス金属◎金属ガラスを中心とする非平衡材料の開発と応用に従事．
最近では金属ガラス合金開発の知見を応用した新規ポーラス金属作製技術の開発に取り組んでいる．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

和田

武

加藤秀実

ミ ニ 特 集

中性子回折によるリチウムイオン
伝導ガラスの構造研究
森

一

広

ルト法や MEM の利用は困難であることから，新たな解析

.

は じ

め

に

手法が模索されてきた．最近，リバースモンテカルロ( RMC )モデリング(20)(22) によって得られた 3 次元構造情報

リチウムイオン電池(LIB)は現代社会の基盤を支える重要から bond valence sum ( BVS )解析を応用して非晶質系およなキーテクノロジーの 1 つであり，その用途は携帯電話やび結晶系超イオン伝導体中のイオン伝導経路を可視化する方

パソコンのような小型機器から電気自動車や家庭用蓄電シス法が注目を集めている(23)(28)．本稿では，特に Li2SP2S5 系

テムなどの大型機器へと広がっている．このような背景から，

ガラスおよび Li7P3S11 ガラスセラミックスに関する最近の

LIB の大容量化，高出力化および安全性の向上がより一層

中性子回折を利用した構造研究の一例について紹介する．

求められている． LIB は 3V を超える起電力を発生するため，高いエネルギー密度を得ることが可能である．しかしな.

中性子回折および RMC モデリング

がら， LIB の電解質は主に可燃性の有機電解液であることから，発火や漏洩の危険性を常に孕んでいる．このような問メカニカルアロイング法によって，異なる 7Li 濃度をもつ題を解決する方法として，電解質の無機物化(不燃性固体電(7Li2S)x( P2S5)100－x ガラス( x ＝ 50， 60， 70)を作製した．こ

解質の利用)による全固体 LIB が検討されている(1)(3) ．全

こで，7Li はリチウムの同位体であり，試料による中性子の固体 LIB 用固体電解質の有力な候補として，古くから Li2S

吸収を抑えるために使用している．また，(7Li2S)70(P2S5)30

SiS2 系ガラス(4)(6) ， Li2S GeS2 系ガラス(7)(9) および Li2S 

ガラスを約240°
Cで熱処理することで，7Li7P3S11 ガラスセラ

系ガラス(10)(11)などの硫化物系リチウムイオン伝導ガラ

ミックスを作製した．これらの試料に対して交流インピーダ

P 2S5スが知られているが，ここ十数年の間に， Li2S GeS2 P2S5

ンス測定を行い，電気伝導度および活性化エネルギーを求め

チ オ リ シ コ ン 物 質 群(12)(13) ， Li7P3S11 ガ ラ ス セ ラ ミ ッ ク

た．中性子回折実験は，大強度陽子加速器施設/物質・生命ス(14)(15) および Li

結晶(3)(16)(17) といった新しい硫科学実験施設(JPARC/MLF，茨城県東海村)に設置されて化物系リチウムイオン伝導体が次々と発見されている．これいる高強度全散乱装置 NOVA を用いて行った(29) ．また，らのイオン伝導度は，室温付近で 10－3 ～ 10－2 S / cm と従来

RMC モデリングの精度を向上させるため，中性子回折デーの有機電解液に匹敵する値を示し，電位窓も広い．そのた

タに加えて，放射光 X 線回折データを併用した(30)．回折デめ，これらの硫化物系リチウムイオン伝導体を研究対象とータ I( Q )に対して，吸収補正，多重散乱補正，非干渉性散10GeP2S12

し，固体中をリチウムイオンが高速で移動できる原因(イオ

乱補正等を行い，構造因子 S(Q)を求めた．さらに，

ン伝導機構)について明らかにすることは，学術的な興味に

7Li P S ガラスセラミックスにおいては，式( 1 )より二体
7 3 11

加えて，全固体 LIB の性能向上においても極めて重要であ分布関数 g(r)を求めた．

る．
中性子散乱(回折)は，原子・分子の配置(構造)やその動き

f∞g(r)＝1＋(1/2p2rr0)

Q{S(Q)－1}sin(Qr)dQ(1)0(ダイナミクス)を直接観察できることから，近年 LIB 研究

ここで，Q は散乱ベクトルの大きさ，r は原子間距離，r0 はにおいても強力な測定プローブの 1 つとして位置付けられ

原子数密度である．(7 Li2S )x ( P2S5 )100－x ガラスについてはている．また，結晶系超イオン伝導体において，リートベル

S ( Q )データを，7 Li7P3S11 ガラスセラミックスについては

ト法や最大エントロピー法(MEM)は，結晶構造やイオン伝

g ( r )データを用いて RMC モデリングを行った．ここで，導経路を調べるための強力なツールとして広く知られていRMC セル(立方体)の一辺のサイズは約 46 Å ( 4.6 nm )，原る(18)(19)．一方，非晶質系超イオン伝導体の場合，リートベ子の総数は約 5000個である．( RMC モデリングの詳しい条京都大学原子炉実験所准教授(〒5900494 泉南郡熊取町朝代西 21010)
Structure Studies of Lithium Ion Conducting Glasses Using Neutron Diffraction; Kazuhiro Mori(Research Reactor Institute, Kyoto
University, Sennan gun, Osaka)
Keywords: lithiumion conductor, amorphous structure, neutron diffraction, reverse Monte Carlo (RMC) modeling, bond valence sum (BVS)
2017年 2 月23日受理[doi:10.2320/materia.56.443]

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan件については，文献(25) を参照のこと．）図に RMC モデリ

セラミックスでは，(7Li2S)70(P2S5)30 ガラスよりも 1 桁高い

ングの結果について示す．これらの解析結果から，10－3 S/cm を示す．(最近の報告では， 10－2 S/ cm 付近まで

(7Li2S)x(P2S5)100－x ガラス(x ＝ 50， 60， 70)および 7Li7P3S11達している(15) ．）このような sRT および Ea の振る舞いを構

ガラスセラミックスの 3 次元構造を得ることができた(図)．

造学的な視点から整理するため，RMC モデリングにより得

図に，(7Li2S )x( P2S5)100－x ガラス(x ＝ 50， 60， 70)およられた(7 Li2S )x ( P2S5 )100－x ガラス( x ＝ 50 ， 60 ， 70 )およびび 7Li7P3S11 ガラスセラミックスの室温での電気伝導度 sRT

7Li P S ガラスセラミックスの 3 次元構造から Li イオンの
7 3 11および活性化エネルギー Ea を示す．ガラス領域において，xみを抽出し， 4 Å ( 0.4 nm )以下の Li Li 相関( lLiLi)を直線での増加に伴って sRT が急激に上昇し，(7Li2S)70(P2S5)30 ガラ

描いた(図)．Li7P3S11 ガラスセラミックスの場合，lLiLi 分

スでは 10－4 S / cm まで到達する．さらに，7Li7P3S11 ガラス

布図から，概ねリチウムイオン伝導経路を予測することが可能である．一方，( Li2S )x ( P2S5 )100－x ガラスの場合， x の減少に伴って lLiLi が減少するため，単純に lLiLi を結ぶだけで

図1

リバースモンテカルロ(RMC)モデリングの結果．

図2(7Li2S)x(P2S5)100－x ガラス(x＝50, 60, 70)および
7Li P S ガラスセラミックスの 3 次元構造．
7 3 11



図3(7Li2S)x(P2S5)100－x ガラス(x＝50, 60, 70)および
7Li P S ガラスセラミックスの室温での電気伝7 3 11
導 度 sRT ( □ ， ○ ) お よ び 活 性 化 エ ネ ル ギ ー Ea(■，●)．

図4(7Li2S)x(P2S5)100－x ガラス(x＝50, 60, 70)および
7Li P S ガラスセラミックスの Li 
Li 相関( lLiLi
7 3 11≦4 Å(0.4 nm))の分布．

ミ ニ 特 集は Li イ オ ン 伝 導 経 路 を 予 測 す る こ と は 難 し い ．

である．さて，リチウムイオンが固体中を移動する際，必ず(Li2S)x(P2S5)100－x ガラス中に存在する“隠れたイオン伝導

安定領域を経由しなければならない．しかしながら，安定領経路”を見つけ出すために，再度，解析方法について検討を域だけでは RMC セル内の端から端まで完全に繋がっておら

重ねる必要があった．このとき見出した解析方法が，次に紹ず(すなわち，安定領域だけではパーコレートしない)，リチ

介する BVS 解析を応用したリチウムイオン伝導経路の可視

ウムイオンは，安定領域からやや不安定な領域(ポテンシャ

化方法である．

ルエネルギーが相対的に高い領域)を経由して移動しなければならない．そのため，やや不安定な領域(以下，準安定領.

リチウムイオン伝導経路の可視化域と称す．）について抽出する必要がある．安定領域のしきい値を| DV |＜ 0.04 と定めたが，さらに| DV |の許容値を増

BVS は，原子間距離(室温)から金属原子の酸化状態(価やすことで準安定領域を抽出することができる．その際，パ数)を評価する簡便な方法(経験則)として広く知られていーコレートに必要な|DV |の許容値を|DV |max と定義した．

る．銅酸化物高温超伝導体 YBa2Cu3O7－d の Cu の価数評価

最終的に，この安定領域および準安定領域から成るパーコレは最も有名な実用例であり(31)，この他にも様々な酸化物にートした空間を予想されるリチウムイオン伝導経路と見なし適用されている(32)．ここで，BVS について簡単に説明する．

た．(以下，リチウムイオン伝導経路と称す．）可視化したリ

Brown と Altermatt は，膨大な結晶物質の構造情報を検証

チウムイオン伝導経路を図に示す．

することで次の関係を導き出した(33)(34)．

得られたリチウムイオン伝導経路は，安定領域(| DV |＜(2)0.04)と準安定領域(0.04|DV||DV |max)をそれぞれ含ん

ここで，sijは陽イオン i の電荷をそれに配位している陰イオ

でおり，両者を区別することは容易である．図に，(7 Li2

ン j に割り当てた結合原子価( bond valence )， Rij は i j 間のS)x(P2S5)100－x ガラス(x＝50，60，70)および 7Li7P3S11 ガラ

sij＝exp {(R0－Rij)/b}

原子間距離， R0 は結合イオンの組み合わせによって与えら

スセラミックスのリチウムイオン伝導経路の拡大図を示す．

れる bond valence パラメータ， b はイオンの組合せに依存(安定領域を橙色，準安定領域を青色で区別している．）図かしない一定値(b＝0.37 Å(0.037 nm))である．この sij の総和

らわかるように，(7Li2S)50(P2S5)50 ガラスでは準安定領域がVi＝∑sij(3)j

大半を占めているが， x の増加に伴って準安定領域が減少
し，代わりに安定領域が増加している．さらに，7 Li7P3S11を BVS と定義し，陽イオン i の実効的な価数とする．一方，

ガラスセラミックスでは安定領域が大半を占めるようにな

Adams は酸化物超イオン伝導ガラスに BVS を適用するたる．このように，x の増加とガラスセラミックスへの結晶化

め，各元素の電子親和力やイオン化エネルギーを考慮し，一によって，リチウムイオンが移動しやすい環境が固体中に形定値として取扱われていた b についても R0 と同様に結合イ成されていることがわかる．これは，図 3 で示した x の増加

オンの組み合わせによって変化する量( softness sensitive

および結晶化による sRT および Ea の振る舞いとも良く一致

BV パラメータ)として評価し直した(35)．さらに，BVS 値としている．

キ ャ リ ア イ オ ン の 理 想 価 数 と の “ ず れ ” を 示 す BV mis-

.

match

|DV|＝|Vi－Vid|＋p

お

わ

り

に

(4)

を新たに定義し，キャリアイオンの安定度の指標とした．こ

本稿では，中性子回折による Li2S P2S5 系ガラスおよび

こで， Vid はキャリアイオンの理想価数， p は物理的に不可Li7P3S11 ガラスセラミックスの構造研究の一例について紹介

能な配置を排除するための関数である．通常，|DV |＜ 0.04

した．中性子回折実験および RMC モデリングにより，本系の場合，キャリアイオンはその領域で比較的安定に存在できの 3 次元構造を明らかにすると共に，得られた構造情報かると見なす．(以下，安定領域と称す．）

ら BVS 解析を応用することで，リチウムイオン伝導経路を(7 Li2S )x ( P2S5 )100－x ガラスおよび 7Li7P3S11 ガラスセラミ

可視化することができた．また，リチウムイオン伝導経路内

ックスにおける Vi および| DV |の具体的な計算方法についのリチウムイオン安定領域(|DV |＜ 0.04)および準安定領域て述べる．先ず，図 2 の RMC セルを250×250×250個に分( 0.04 | DV || DV |max )の分布と 7Li2S 濃度 x および( Li2

割し，それらを空間要素とする．次に，物理的に不可能な配S)70(P2S5)30 ガラスから Li7P3S11 ガラスセラミックスへの結置( P および S の近傍)に対する空間要素を排除し，残った晶化との関係について明らかにし， sRT および Ea の振る舞

空間要素上の Vi を計算する．ここで， Li＋ S2－ 相関に関す

いとも良く一致することを見出した．以上の結果から，ガラる softness sensitive BV パ ラ メ ー タ は ， R0 ＝ 1.46652 Åス領域におけるリチウム濃度増加とガラスセラミックスへの( 0.146652 nm ) および b ＝ 0.653 Å ( 0.0653 nm ) である(35) ．

結晶化によって，リチウムイオンが移動しやすい環境が固体

また，計算範囲(カットオフ値)は，対象とする空間要素の中中に形成されていることがわかった．

心 か ら 半 径 6 Å ( 0.6 nm ) 以 内 と し た ． さ ら に ， 式 ( 4 ) よ

さて， BVS 解析によるイオン伝導経路の可視化は今のとり，各空間要素上の|DV|を計算した．ここで，Vid＝1(リチころ適用できる系に限りがあるが，本稿で紹介したように，

ウムイオンの価数は 1＋)および p＝0(物理的に可能な配置)

本手法に適した系を上手く見つけることでイオン伝導メカニ

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan




図7

図5

(7 Li2S )x ( P2S5 )100－x ガラス( x ＝ 50 ， 60 ， 70 )および 7Li7P3S11 ガラスセラミックスの予測されるリ
チウムイオン伝導経路．金色の部分がリチウムイ
オン伝導経路に相当する．

7Li P S ガ ラ ス セ ラ ミ ッ ク ス の 動 的 構 造 因 子
7 3 11
S(Q, v)スペクトルの温度変化(Q＝0.32 Å－1)．

のリチウムイオンの動きを直接観測することはできない．図に，7 Li7P3S11 ガラスセラミックスに対して中性子準弾性
散乱実験を行った結果を示す(36)(37) ．図中において， 150 Kと 297 K では動的構造因子 S ( Q, v )に大きな違いが見られないが，473 K において弾性散乱ピーク(DE＝0)の周辺でブロードなピーク(準弾性散乱成分)が確認できる．誌面の都合上，詳細については割愛するが，この準弾性散乱成分が伝導経路内のリチウムイオンの動き(自己拡散)に関する情報を含んでいる．解析の結果，Li7P3S11 ガラスセラミックス内のリ
チウムイオンは，伝導経路内を平均 4.3 Å ( 0.43 nm )でジャ
ンプしながら移動していることが明らかにされている．このように，中性子散乱(回折)を利用した蓄電池研究は，装置の高度化に加えて(38) ，解析手法も日々進化しており，今後のさらなる発展が期待される．
本研究は，京都大学の福永俊晴名誉教授(現京都大学産官学連携本部)ならびに福永研究室スタッフと協力して実施した．中性子回折実験では，大友季哉教授( KEK )および
NOVA グループの皆様にご協力頂いた．なお，本研究は科学研究費助成事業(基盤研究( C )，課題番号 15K06483 )および NEDO/RISING・RISING2 事業により一部ご支援を頂いた．誌面をお借りして心よりお礼申し上げます．

図6

リチウムイオン伝導経路内の安定領域(| DV |＜0.04  橙 色 ) と 準 安 定 領 域 ( 0.04  | DV | |DV|max青色)の分布．

ズムに関する重要な情報を引き出すことが可能である．特に非晶質系超イオン伝導体の場合，イオン伝導経路を調べるた
めの手立てが殆ど皆無であることから，本手法の開発は極めて重要であると言える．一方で，本手法だけでは伝導経路内



文

献

( 1 ) J. M. Tarascon and M. Armand: Nature, 414(2001), 359367.
( 2 ) M. Armand and J. M. Tarascon: Nature, 451(2008), 652657.
( 3 ) Y. Kato, S. Hori, T. Saito, K. Suzuki, M. Hirayama, A. Mitsui,
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16030.
( 4 ) A. Pradel and M. Ribes: Solid State Ionics, 1819(1986), 351
355.
( 5 ) S. Kondo, K. Takada and Y. Yamamura: Solid State Ionics, 53
56(1992), 11831186.

ミ ニ 特 集( 6 ) H. Morimoto, H. Yamashita, M. Tatsumisago and T. Minami:
J. Am. Ceram. Soc., 82(1999), 13521354.
( 7 ) M. Ribes, B. Barrau and J. L. Souquet: J. NonCryst. Solids,
3839(1980), 271276.
( 8 ) J.L. Souquet, E. Robinel, B. Barrau and M. Ribes: Solid State
Ionics, 34(1981), 317321.
( 9 ) A. Pradel, T. Pagnier and M. Ribes: Solid State Ionics, 17(1985), 147154.
(10) R. Mercier, J.P. Malugani, B. Fahys and G. Robert: Solid State
Ionics, 5(1981), 663666.
(11) A. Hayashi, S. Hama, H. Morimoto, M. Tatsumisago and T.
Minami: J. Am. Ceram. Soc., 84(2001), 477479.
(12) R. Kanno, T. Hata, Y. Kawamoto and M. Irie: Solid State
Ionics, 130(2000), 97104.
(13) R. Kanno and M. Murayama: J. Electrochem. Soc., 148(2001),
A742A746.
(14) F. Mizuno, A. Hayashi, K. Tadanaga and M. Tatsumisago:Adv. Mater., 17(2005), 918921.
(15) Y. Seino, T. Ota, K. Takada, A. Hayashi and M. Tatsumisago:
Energy Environ. Sci., 7(2014), 627631.
(16) N. Kamaya, K. Homma, Y. Yamakawa, M. Hirayama, R.
Kanno, M. Yonemura, T. Kamiyama, Y. Kato, S. Hama, K.
Kawamoto and A. Mitsui: Nat. Mater., 10(2011), 682686.
(17) P. Bron, S. Johansson, K. Zick, J.S. Gunne, S. Dehnen and B.
Roling: J. Am. Chem. Soc., 135(2013), 1569415697.
(18) M. Yashima, M. Itoh, Y. Inaguma and Y. Morii: J. Am. Chem.
Soc., 127(2005), 34913495.
(19) S. Nishimura, G. Kobayashi, K. Ohoyama, R. Kanno, M.
Yashima and A. Yamada: Nat. Mater., 7(2008), 707711.
(20) R. L. McGreevy: Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 354(1995), 116.
(21) R. L. McGreevy: J. Phys. Condens. Matter, 13(2001), R877
R913.
(22) O. Gereben, P. J áov áari, L. Temleitner and L. Pusztai: J. Opt.
Adv. Mater., 9(2007), 30213027.
(23) S. Adams and J. Swenson: Solid State Ionics, 175(2004), 665
669.
(24) S. Adams and J. Swenson: J. Phys.: Condens. Matter, 17(2005), S87S101.
(25) K. Mori, T. Ichida, K. Iwase, T. Otomo, S. Kohara, H. Arai, Y.
Uchimoto, Z. Ogumi, Y. Onodera and T. Fukunaga: Chem.
Phys. Lett., 584(2013), 113118.
(26) K. Mori, S. Tomihira, K. Iwase and T. Fukunaga: Solid State

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan

Ionics, 268(2014), 7681.
(27) K. Mori, K. Furuta, Y. Onodera, K. Iwase and T. Fukunaga:
Solid State Ionics, 280(2015), 4450.
(28) K. Mori, T. Kasai, K. Iwase, F. Fujisaki, Y. Onodera and T.
Fukunaga: Solid State Ionics, 301(2017), 163169.
(29) 大友季哉，鈴谷賢太郎日本結晶学会誌，50(2008), 2934.
(30) S. Kohara, K. Suzuya, Y. Kashihara, N. Matsumoto, N.
Umesaki and I. Sakai: Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A,
467468(2001), 10301033.
(31) 例えば，R. J. Cave, A. W. Hewat, E. A. Hewat, B. Batlogg, M.
Marezio, K. M. Rabe, J. J. Krajewski, W. F. Peck Jr. and L. W.
Rupp Jr.: Physica C, 165(1990), 419433.
(32) 例えば，K. Mori, R. Kiyanagi, M. Yonemura, K. Iwase, T.
Sato, K. Itoh, M. Sugiyama, T. Kamiyama and T. Fukunaga: J.
Solid State Chem., 179(2006), 32863294.
(33) I. D. Brown and D. Altermatt: Acta Cryst. B, 41(1985), 244
247.
(34) N. E. Brese and M. O'Keeffe: Acta Cryst. B, 47(1991), 192
197.
(35) S. Adams: Acta Cryst. B, 57(2001), 278287.
(36) K. Mori, K. Enjuji, S. Murata, K. Shibata, Y. Kawakita, M.
Yonemura, Y. Onodera and T. Fukunaga: Phys. Rev. Appl., 4(2015), 054008.
(37) S. Shibata, N. Takahashi, Y. Kawakita, M. Matsuura, T.
Yamada, T. Tominaga, W. Kambara, M. Kobayashi, Y.
Inamura, T. Nakatani, K. Nakajima and M. Arai: JPS Conf.
Proc., 8(2015), 036022.
(38) M. Yonemura, K. Mori, T. Kamiyama, T. Fukunaga, S. Torii,
M. Nagao, Y. Ishikawa, Y. Onodera, D.S. Adipranoto, H. Arai,
Y. Uchimoto and Z. Ogumi: J. Phys.: Conf. Ser., 502(2014),
012053.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
2001 年 3 月

森一広

総合研究大学院大学数物科学研究科博士課程修了
2001 年 6 月 高エネルギー加速器研究機構研究機関
研究員
2002年12月 京都大学原子炉実験所助手
2012年 2 月 京都大学原子炉実験所准教授(現職)
専門分野材料科学，中性子散乱◎主に，エネルギー材料を中心に構造研究および材料開発に従事．中性子散乱に関しては，回折装置の設計・製作等も行っている．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

水素化物を用いた新規固体電解質と全固体二次電池の開発
吉
大

田
口

浩
裕

二1
宇根本
)
茂 慎
之2
) 折

,
篤1

)
1)
,
一2
)
3)

元 素 以 外 に ， Al や Ni ， Fe な ど の 金 属 元 素 が 知 ら れ て い

.

は じ

め

に

る．また，複数の金属カチオン，錯イオンを含有する結晶も存在するため，一連の材料群は，組成や構造の観点で多様性

リチウムイオン二次電池は，近年，電気自動車やスマートに富んでいる．

グリッドなどの幅広い用途における電源としての応用が検討

この錯体水素化物は，以前は主に水素貯蔵研究の対象であされており，高エネルギー密度化と安全性を両立した次世代ったが(6) ，我々の研究グループが LiBH4 結晶中での高速リ型電池開発が日々進められている．そのような次世代型二次チウムイオン伝導を 2007 年に見出して以降(7) ，固体電解質

電池の一つが全固体リチウムイオン二次電池である(1)．

としての研究が盛んに行われるようになった．その結果，現

従来のリチウムイオン二次電池では正極，負極の間に Li

在では，錯体水素化物系固体電解質は，硫化物系，酸化物系

塩を溶解した有機電解液が充填されているのに対し，全固体

固体電解質に並ぶ有望な固体電解質材料として認識されつつ電池では有機電解液の代わりに固体電解質が使用されていある．

る．可燃性有機電解液を使用しない全固体電池は，発火事故

以下に，錯体水素化物の固体電解質としての優れた特徴をの危険性を低減することが可能である．加えて，電池全体で挙げる(8)(9)．

の部材の削減や，有機電解液に対して可溶である高容量硫黄軽量である．代表的な錯体水素化物の重量密度は他の固体

正極の適用などによる重量エネルギー密度の向上といった利電解質と比較して1/2～1/5程度の 1 g cm－3 である．

点も有する(2)．そのため，全固体電池実現の鍵を握る固体電耐還元性に優れる．そのため活性が高く卑な電位を持つ解質の開発が活発に行われており，これまでに酸化物系(3)，Li や Na 金属電極に対して安定に存在し得る．

硫化物系(4)(5)などの無機材料の開発が多数報告されている．

非常に変形しやすく加工性が高い．この材料特性により，

しかし，これらの固体電解質には一長一短がある．例えば，密着性の高い活物質―固体電解質界面を形成して接触抵抗高い大気安定性を示す酸化物系材料は，変形性に乏しいためを低減することができる．

電池形成時の材料密着性が低く，粒界や界面での抵抗が高く

本稿では，我々が長年に渡って注力してきた LiBH4 と，なりがちである．また硫化物系材料は，高いイオン伝導性を近年開発を進めているクラスターアニオン型錯体水素化物そ有する一方で，大気に接触した際に有毒な硫化水素が発生す

れぞれについて，イオン伝導特性及び全固体電池への実装例

るため，これを抑制する必要がある．これらは全固体電池のを紹介する．

実用化に向けて解決すべき重要な課題であり，したがって既存の固体電解質の延長線上にない，新しい固体電解質群の開拓が求められている．
このような状況を受けて，著者らのグループでは，錯体水. LiBH4 のイオン伝導と全固体電池への実装



イオン伝導

素化物系固体電解質の開発と，それらの全固体電池への応用

代表的な錯体水素化物材料の一つである LiBH4 は，390 Kについて検討してきた．錯体水素化物は M(M ′Hn)で表され付近で構造相転移を示し，低温相である斜方晶構造から高温る材料であり， M は金属カチオンを，( M ′Hn )は中心元素

相である六方晶構造に変化する(図)．この構造相転移に伴とそれを取り巻く水素が強く共有結合した錯イオンを表M′ってイオン伝導率は1000倍程度も増大し，393 Kで 1×10－3

す(6) ．錯イオンの中心元素としては， B や N などの非金属

Scm－1 以上の高い伝導性を示す(7) ．この伝導率増大メカニ

東北大学金属材料研究所1)研究支援者 2)教授(〒980
8577 仙台市青葉区片平 211)東北大学原子分子材料科学高等研究機構1)講師 2)准教授 3)教授

株式会社日立製作所 研究開発グループ材料イノベーションセンタ1)研究員
Complex Hydride as a Novel Solid Electrolyte and Its Application to an Allsolidstate Battery; Koji Yoshida, Atsushi Unemoto,,Hiroyuki Oguchiand Shinichi Orimo,(Institute for Materials Research, Tohoku University, Sendai. WPIAIMR, Tohoku
University, Sendai. Hitachi, Ltd., Hitachi)
Keywords: complex hydride, solid electrolyte, allsolidstate battery, lithiumion battery, solidstate ionics
2017年 3 月14日受理[doi:10.2320/materia.56.448]

ミ ニ 特 集

図2

図1(a )作製したバルク型全固体 TiS2|LiBH4| Li 電池の写真．セル構成を明確にするため，リチウム負極の一部を意図的に剥離．(b )正極層断面の FE 
SEM 像．(The American Chemical Society より許可を得，文献(13)より転載)．

LiBH4 の結晶構造(a)低温相(空間群Pnma)および( b )高温相(空間群 P63mc )． ( John Wiley &Sons, Inc. より許可を得，文献(9)より転載)．

以下では，正極活物質として TiS2 を使用したバルク型全固体電池について紹介する． TiS2 は，リチウム電池用正極
ズムを第一原理分子動力学計算によって検討したところ，高活物質として広く検討されてきた層状化合物であり，その層温相における［BH4］－ アニオンの高速自由回転に伴って準安間にリチウムを出し入れすることができる．このときの電池

定なリチウムサイトが結晶中に導入され，これが新たなイオ

反応は，以下のように表される(12)．

ン伝導チャネルを形成することで，伝導率が増大されることが明らかとなった(10)．加えて LiBH

TiS2＋xLi＋＋xe－  LixTiS24 は，価電子帯と伝導帯

矢印の左方向が充電，右方向が放電反応に対応している．反の間に 7 eV 以上の大きなバンドギャップを持つ絶縁体であ応電位は 2.5 V vs. Li / Li＋ であり， x が 0 から 1 まで変化することから，電子伝導性の寄与を無視できる．このため，リるときの容量(理論容量)は 239 mAhg－1 と計算される．

チウムイオンの輸率がほぼ 1 である，理想的なイオン伝導体であると言える．

我々が作製した，TiS2LiBH4 複合正極， LiBH4 固体電解質， Li 負極からなる全固体電池の写真を図(a)に示す．作

さらに，ハロゲン化物や他の錯体水素化物などの固溶や複製にあたっては，初めに TiS2 と LiBH4 の粉末を乳鉢で混合合化によって， LiBH4 の伝導特性を向上させることが可能

して複合正極粉末を作製し，次に，この複合正極粉末とである．例えば，LiBH4 にハロゲン化物である LiI を添加す

LiBH4 粉 末 を 一 軸 加 圧 す る こ と に よ り ， 複 合 正 極 層 とると，［ BH4 ］－ アニオンの一部がヨウ化物イオンに置換さ

LiBH4 層の 2 層からなる一体型ペレットを得た．最後に，れ，高温相の安定温度領域が低温側に拡大する．その結果，

LiBH4 層の上に負極として金属リチウム箔を置くことで全

LiI を 25 mol 添加した 3LiBH4 LiI では，室温でも六方晶固体電池を作製した(13)．

構造が安定化し， 2 × 10－5 Scm－1 という高いイオン伝導性得られた全固体電池内部の微細構造を評価するために，一を示す(8)．同様の伝導率増大は LiBH4LiNH2LiI 擬三元系

軸加圧後の正極層の断面を，電界放射型電子顕微鏡( FE 

塩でも調査されており，Li2(BH4)(NH2)，Li4(BH4)(NH2)3，

SEM )により観察した(図 2 ( b ))．試料の加工は収束イオン

Li3(NH2)2I 等において，室温で 1× 10－4 Scm－1 以上の高いビームにて行った．正極層全体で空隙や剥離は観察されない

伝導率が発見されている(8)．また，錯体水素化物と硫化物系ことから，界面抵抗の低減に有効な，密に結着した電極電電解質とを組み合わせた固体電解質では，室温で 1 × 10－3

解質界面の形成が示唆される．

Scm－1 以上の高い室温イオン伝導性が達成されている(11)．

120°
C，充放電レート0.2C(5 時間で充電が完了する速度

これらの研究成果を受けて，現在も，ハロゲン化物や錯体水

230 mAcm－2)で全固体電池の充放電測定を行ったところ(13)，素化物，および他の固体電解質材料との混合によるイオン伝

300 回以上の安定した充放電動作が達成された(図)． 2 サ

導性制御を目指した研究が継続中である．

イクル目の放電容量は TiS2 理論容量の 85 に相当する 205

全固体リチウムイオン二次電池への実装

mAhg－1 であり，300回サイクル後でもその88もの容量を維持していた．また，各サイクルの放電容量に対する充電容

LiBH4 を中心とした錯体水素化物において優れたリチウ

量の比であるクーロン効率は， 2 サイクル目以降ほぼ 100

ムイオン伝導特性を示す固体電解質が得られたことから，我であった．このことから，サイクル動作中に顕著な副反応が々の研究グループでは，これらの固体電解質のバルク型全固起こっていないことがわかった．

体電池への実装をすすめている．バルク型電池では，正極活

この測定において， 1 サイクル目の放電容量はおおよそ

物質と固体電解質および導電助剤を混合することで，三次元80 mAhg－1 と 小 さ く ， 放 電 開 始 直 後 の 電 圧 も 2.1 V と ，的な活物質電解質界面を形成することが可能であり，界面TiS2 活物質から想定される起電力 2.5 V よりも低い値を取が平坦な薄膜型に比べてより多くの活物質を使用できるたるが，これは，TiS2LiBH4 界面での固相反応の進行に起因

め，デバイスの高エネルギー密度化が期待できる．

すると考えられる．例えば，非水溶媒中の TiS2 と LiBH4 間

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan




図3

LiBH4 を 用 い て 作 製 し た バ ル ク 型 全 固 体 TiS2 |LiBH4 | Li 電池の放充電プロファイル． 393 K ，0.2C ( 230 mAcm－2 ) に て 評 価 ． ( The American
Chemical Society より許可を得，文献(13)より転載)．

では以下の反応の進行が報告されており(14)，本実験における TiS2 LiBH4 複 合 正 極 層 内 部 で も ， 類 似 の 反 応 に よ り

図4

さまざまなクラスターアニオンの組成と構造．
イオン構造は VESTA(19)にて描いた．

LixTiS2 を形成(自己放電)していると推察される．
TiS2＋xLiBH4 → LixTiS2＋xx
B 2H 6＋ H 2
2
2

クラスターアニオン型錯体水素化物の一つである

一方，この固相反応において， LiBH4 側界面では以下に示

Na2B12H12 では，550 K を境として低温相である単斜晶からす LiBH4 の熱 分 解反 応(6) と 類似 の 反応 が 進行 し ， 界面 に

高温相である正方晶へと構造相転移する(15) ．高温相では

Li2B12H12 を形成したと予想される．

［ B12H12 ］2－ が高速再配向する結果，［ B12H12 ］2－ 近傍に新た

LiBH4 →

1
5
13
Li2B12H12＋ LiH＋ H2
12612→ LiH＋B＋なナトリウムサイトが形成され，これが結晶中に三次元的なイオン輸送チャンネルを形成することで， Li10GeP2S12 (4) やLi9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3 (5) などの硫化物系固体電解質に匹敵3H22する高いイオン伝導性を示す(図，)．

第一原理分子動力学計算によると，Li2B12H12 は TiS2 より高クラスターアニオン型錯体水素化物の固体電解質応用を目い平衡電位を持つことから( Li2B12H12  4.0 V vs. Li / Li＋ ，

指して，近年，高温相を室温付近で保持する研究が行われてTiS22.5 V vs. Li/Li＋)，両者の間で固相反応は進行せず，

 固体電解質粒子のナノ粒子化(21)およおり，これまでに，◯

ひとたび形成された Li2B12H12 は安定に存在し得る．加えて，

 複数のクラスターアニオンの混在化(22)による高温相
び，◯

Li2B12H12 は 393 K において 4 × 10－5 S cm－1 程度のイオン(高速イオン伝導相)の安定化が報告されている．松尾らは，伝導率を示すことから， Li2B12H12 層の形成が安定した電荷

長時間のメカニカルミリング処理によりナノ粒子化した移動を促し，電池の繰り返し動作を可能にした要因である可Na2B12H12 において，高温相構造が室温でも保持されること能性が高い(13)．

を見出した(21) ．これにより， Na2B12H12 低温相と比較して室温で 1000 倍程度高い 2 × 10－4 Scm－1 という伝導率を得る

.


クラスターアニオン型錯体水素化物の開発
イオン伝導

錯体水素化物における高速イオン伝導相の安定化について報

これまでに述べた LiBH4 およびその固溶体に加えて，近年，［ B12H12

こ と に 成 功 し て い る ． ま た Tang ら は ， 結 晶 中 に［ CB11H12］－ と［CB9H10］－ の 2 種類のカルボランが共存する］2－ などのクラスターアニオンと呼ばれる錯イ

告しており， 243 K という低温で 4 × 10－6 Scm－1( Li )， 5 ×
10－3 Scm－1(Na)程度の高い伝導率を実現している(22)．

オンを有する錯体水素化物の高いイオン伝導特性と酸化耐性

また He らは，クロソボラン型錯体水素化物の新たな合成が明らかになっている．我々の研究グループではクラスター

法としてメカニカルミリングを用いた固相合成法を提案してアニオンを有する錯体水素化物材料を第 2 世代固体電解質

おり(23)，合成した Li2B12H12 について，298 K において，液と位置づけて，材料探索と電池への実装を進めている．錯体相法により合成した試料と比較して 2 桁程度高い 1 × 10－4水素化物を形成可能なクラスターアニオンの代表として，

Scm－1 程度の イオン伝 導率を 報告して いる． この試料 の( BnHn］2－)(15)(16)［

NMR 測定結果を見ると，［ B12H12 ］2－ に加えて［ B10H10 ］2－

ク ロ ソ ボ ラ ン(［CBn－1Hn］－)(17)(18)がある(図)．

や カ ル ボ ラ ン

が確認されることから，クラスターアニオンの混在化が伝導

ミ ニ 特 集図5

Na2B12H12 の結晶構造(a)低温相(空間群 P21/n)および(b)高温相(空間群Im3m)(20)．結晶構
造は VESTA(19)にて描いた．( b )では，サイト占有率が 1 以下のサイトも示した．

図7

固相法により合成した Li2B12H12 を用いて作製したバルク型全固体 TiS2 | Li2B12H12 | Li 電池の放充
電プロファイル． 333 K ， 0.05C ( 57 mAcm－2 )にて評価した． (公益社団法人日本金属学会より許可を得，文献(24)より転載)．

安定した電池動作が実現されている(図)．初回放電容量はTiS2 正極理論容量の 91 に相当する 217 mAhg－1 であり，またクーロン効率も 99 と高いことから， LiBH4 を用いた電池系と同様に，顕著な副反応のない理想的な電池動作が進行したと推察される．また，繰り返し動作にも優れており，
20サイクルでの容量維持率は81であった．

最近では， Na2B10H10 3Na2B12H12 擬二元系錯体水素化物を用いたバルク型全固体 TiS2|Na2B10H103Na2B12H12|Na 電
池の室温動作にも成功している(25) ．この全固体電池では，少なくとも11サイクル以上の充放電動作が確認されており，
図6

クラスターアニオンを有する錯体水素化物系固体
電解質のリチウムおよびナトリウムイオン伝導率(A)LiBH4(7)，(B)Li4(BH4)3I(8)，(C)Li2B12H12(24)，(D)固相合成 Li2B12H12(23)，(E)Na2B12H12(15)，(F)ナノ粒子化 Na2B12H12(21)，(G)Na2B10H10(16)，(H)LiCB11H12(17)，(I)NaCB11H12(17)，(J)LiCB9H10(18)，(K)NaCB9H10(18)，(L)Li2(CB9H10)(CB11H12)(22)，(M)Na2(CB9H10)(CB11H12)(22)．

11 サイクル目でも TiS2 の理論容量の 90 に相当する 216
mAhg－1 の放電容量が得られている．

.

お

わ

り

に

本稿では， LiBH4 に代表される錯体水素化物系固体電解質および，近年開発が進められているクラスターアニオンを有する第二世代錯体水素化物固体電解質について，そのイオ
ン伝導特性と全固体電池への実装の状況をまとめた．これらの固体電解質材料開発及び全固体電池開発については，三菱
ガス化学株式会社および株式会社日立製作所などとの産学連携研究により，実用化に向けた開発を進めている．そしてこ率を増大させた要因であると推察される(23)．


全固体電池への実装

我々の研究グループでは，クラスターアニオン型錯体水素

れまでに， LiBH4 をベースとした錯体水素化物材料の大量合成手法(26)ならびに，室温から 423 K の広い温度範囲で動作可能な高耐熱型全固体電池の開発について成果を報告している(27)．

化物固体電解質の全固体電池への実装も進めており，錯体水素化物には，今回報告した［BH4］－ やクラスターア

LiCB11H12(17)および固相合成 Li2B12H12 を用いたバルク型全ニオン型以外にも，遷移金属系などの多様な錯イオンから成固体電池について報告している(24)．すでに述べた通り，固る材料が存在する．また対となるカチオンに関しても，リチ相合成により得られた Li2B12H12 は低温領域でも高いイオン

ウム，ナトリウム以外にマグネシウム，カリウムなどが知ら伝導率を示すことから，これを用いたバルク型全固体れている．これらのカチオンの伝導特性や，イオン伝導に対

TiS2 |Li2B12H12 |Li 電池では，比較的室温に近い 333 K でもする複数カチオンの共存効果など，未解明な研究領域が多く

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan残されており，研究開発の促進や学術的理解の深まりにより，実用化への道が開かれることが望まれている．
本研究を遂行するにあたり協力いただいた国内外の共同研
究者各位に感謝の意を表する．本研究は，日本学術振興会科学研究費補助金・基盤研究(S)(課題番号25220911)，東北大
学原子分子材料科学高等研究機構・ターゲットプロジェクト
4，同金属材料研究所先端エネルギー材料理工共創研究セン

ターおよび科学技術振興機構・先端的低炭素化技術開発( JST ALCA)の支援を受けて実施された．関係各位に感謝の意を表する．

(17) W. S. Tang, et al.: Energy Environ. Sci., 8(2015), 36373645.
(18) W. S. Tang, et al.: Adv. Energy Mater., 6(2016), 1502237.
(19) K. Momma, et al.: Commission on Crystallogr. Comput. IUCr
News lett., 7(2006), 106119.
(20) N. Verdal, et al.: J. Solid State Chem., 212(2014), 81
91.
(21) W.S. Tang, et al.: Energy Storage Materials, 4(2016), 7983.
(22) W.S. Tang, et al.: ACS Energy Lett., 1(2016), 659664.
(23) L. He, et al.: Chem. Mater., 27(2015), 5483
5486.
(24) A. Unemoto, et al.: Mater. Trans., 57(2016), 16391644.
(25) K. Yoshida, et al.: Appl. Phys. Lett., 110(2017), 103901.
(26) 三 菱 ガ ス 化 学 ニ ュ ー ス  ト ピ ッ ク ス ( 2016 年 1 月 20 日 ) ，
http://www.mgc.co.jp/php/files/160120.pdf(27) 株式会社日立製作所ニュースリリース( 2015 年 11 月 12 日)，
http: // www.hitachi.co.jp / New / cnews/ month/ 2015 / 11 / 1112.
html★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

文( 1 ) K. Takada: Acta Materia, 61(2013), 759770.
( 2 ) P. G. Bruce, et al.: Nat. Mater., 11(2012), 1929.
( 3 ) R. Murugan, et al.: Angew. Chem. Int. Ed., 46(2007), 7778
7781.
( 4 ) N. Kamaya, et al.: Nature Mater., 10(2011), 682686.
( 5 ) Y. Kato, et al.: Nat. Energy, 1(2016), 16030.
( 6 ) S. Orimo, et al.: Chem. Rev., 107(2007), 41114132.
( 7 ) M. Matsuo, et al.: Appl. Phys. Lett., 91(2007), 224103.
( 8 ) M. Matsuo, et al.: Adv. Energy Mater., 1(2011), 161172.
( 9 ) A. Unemoto, et al.: Adv. Funct. Mater., 24(2014), 22672279.
(10) T. Ikeshoji, et al.: Phys. Rev. B 83(2011), 144301.
(11) A. Unemoto, et al.: Chem. Commun., 52(2016), 564566.
(12) M. S. Whittingham: Prog. Solid State Chem., 12(1978), 4199.
(13) A. Unemoto, et al.: Chem. Mater., 27(2015), 5407
5416.
(14) M. G. Kanatzidis, et al.: Inorg. Chem., 26(1987), 783784.
(15) T. J. Udovic, et al.: Chem. Commun., 50(2014), 3750
3752.
(16) T. J. Udovic, et al.: Adv. Mater., 26(2014), 7622
7626.



2014年 ベルン大学化学・生化学科 PhD 課程修了
同年，東北大学原子分子材料科学高等研究機構助手
を経て，2016年 4 月より現職
専門分野固体イオニクス，界面電気化学◎錯体水素化物系固体電解質および，それを用いた全固体電池の開発に従事．

献★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
吉田浩二

宇根本

篤

大口裕之

折茂慎一

ミ ニ 特 集

RIETAN-FP･VENUS システムと外部プログラムによる粉末構造解析―2. リートベルト解析とパターン分解―
泉

富士夫

多岐にわたる RIETAN-FP の諸機能をこの小文ですべて網羅するのは到底無理である．そこで， RIETAN-FP による結晶構造の精密化(リートベルト解析)と積分強度の決定(パターン分解)においてキーポイントとなる機能のうち，粉末 X 線回折に関する書籍(1)を始めとする文献†に詳述しなかった比較的新しいものをピックアップし，以下紹介していく．

・ X 線分散の補正項の計算とグラフ化
図 2.1

放射光の利用が拡大の一途をたどっている．そこで＝f ″＝0 と入力した元素については，任
hoge.ins において f ′，f ″， mm と波長(フォトン・エネ
Ni における f ′ルギー)との関係．(オンラインカラー)

意の波長における X 線(異常)分散補正項の実部 f ′と虚部
f ″を自動計算できるようにしてある．

・ 結晶軸の設定と空間群のシンボル

hoge.ins 中で NPRINT＝2 に設定し，xdc マクロを実行して元素記号を入力すると， RIETAN-FP がカレント・フォ
ルダーに出力したスクリプト・ファイル xdc.plt とデータフ

RIETAN-FP では標準化した結晶構造データを用いると

ァイル xdc.gpd を gnuplot で処理することにより xdc-.pdf

決めておくと，単純で良い．RIETAN-FP に STRUCTURE(は元素記号)が生成する．

TIDY(2)を実装したのはそのためである．結晶構造データは，f ″，質量減衰係数 mm が波長
xdc-.pdf では当該元素の f ′シミュレーション・モード( NMODE ＝ 1 )で標準化する．

l (フォトン・エネルギー E )に対してプロットされる(図VESTA の Utilities メニューで Standardization of Crystal.)．吸収端の位置が一目で分かるだけでなく，特定の波長

Data を選ぶという手もある．

における X 線吸収や蛍光 X 線のレベルを推測するのにも役

STRUCTURE TIDY では，立つ．すなわち， mm は K 吸収端よりわずかに短波長側(高

単斜晶系b 軸を主軸(b≠90°)とする．

エネルギー側)で数倍に跳ね上がり，外殻電子が内殻空孔に

三方晶系六方格子とする．

遷移するとき放出される蛍光 X 線は吸収端より短波長側で

対称心を含む空間群対称心を原点に置く．

強まるのである．

を標準の軸設定としている．対称心を原点に置く設定( 3 )物質・材料研究機構 先端材料解析研究拠点 客員研究者(〒305-0047 つくば市千現 1-2-1)
Structure Analysis by Powder Diffraction with the RIETAN-FPVENUS System and External Programs ―2. Rietveld Analysis andPattern Decomposition―; Fujio Izumi (Research Center for Advanced Measurement and Characterization, National Institute for Materials
Science, Tsukuba)
Keywords: powder diffraction, Rietveld analysis, structure refinement, pattern decomposition, Le Bail analysis† RIETAN-FP･VENUS システム配付ファイルの Web ページ(http://fujioizumi.verse.jp/download/download.html) の参考文献を見よ．
2016年10月31日受理[doi:10.2320/materia.56.453]

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japanは，一般等価位置の座標に(－x, －y, －z)が含まれることで容易に見分けが付く．
空間群のシンボルとしては， RIETAN_VENUS フォルダー中のテキストファイル Spgr.daf に記録されている最初の短縮形を入力する．文字列中のスペースも含めて入力するので， Spgr.daf からコピー・アンド・ペーストするのが安全である．

・ 収 束 の 安 定 化
リートベルト法では回折強度を計算するためのパラメータ
ーの初期値を入力し，非線形最小二乗のサイクルを通じて徐図 2.2

0.5 ～ 1.5 Å2 の B に対するデバイワラー因子のsin u/l 依存性．

々に収束させていく．できるだけ真の値に近い初期値を与えることが順調な収束につながる．解析前にできるだけ計算パターンを実測パターンに当てはめておくことが望ましい．多計算式の右辺には g とデバイワラー(温度)因子 T の積が含すぎるパラメーターを一度に精密化したり，互いに相関の強まれている． g が sin u / l と無関係に一定なのに対し T はいパラメーターを同時に精密化したりすると，すんなり収束

sin u/l に依存する．

しない(ときには発散する)可能性が増す．段階的精密化の利

5 つの異なる B に対し T を sin u/l の関数としてプロット用が得策である．解析中に実測・計算・残差パターンをプロしたグラフを図.に示す．この図から明らかなように，sin

ットし，必要なら一部の領域を拡大表示し，未収束の原因を

u/l の増加とともに T はゆるやかに減少する．T＝1 に漸近探ることも推奨する．

していく低角領域を除いて各曲線を平行移動すると，他の曲とくに重要なのが格子定数の初期値である．分解能が高い

線とほぼ重なる．このような傾向から，g と B の相関が非常

回折データではなおさら注意しなければならない．前号で述に強く，低角領域の反射が確度・精度の高い g と B を得る

べたようにピークサーチと指数づけで得られた値を使うのがのに役立つことが直感的に理解できよう．逆に低角反射が測もっとも手軽な実践法である．

定されていないと，g と B の確度・精度は低下してしまう．

粉末 X 線回折では，開き角の大きなソーラースリットを装着したブラッグブレゼロ点シフトンターノ型回折計を使う場合は，そういう恐れがあることを

X 線の試料透過(試料の密度と質量減衰係数に依存)覚悟しておくベきである．また B が小さい方が sin u/l の増軸発散による回折プロファイルの非対称化

加に伴う T の減衰が緩やかなので， g と B の相関は必然的などがピーク位置をシフトさせる．ピーク・シフトに関係すに強まる．原子散乱因子がかなり違う金属を数以上置換するパラメーターは格子定数との相関がきわめて強く，格子定る場合は，g を精密化することによって比較的容易に金属の数と同時に精密化するのは不可能に近い．厳密に言えば，格分配が決定できる．

子 定数を 高確 度で決 定する には， NIST SRM 640e ( Si 粉

一方，原子散乱因子が互いに近く，しかも置換量が比較的末)のような回折角度標準試料を内部標準として混ぜ，標準

少ないときは，高確度の g を得るのが困難となる．上述のよ試料の格子定数を固定した多相リートベルト解析を行うべき

うに，g は B との相関が強く，いろいろな誤差の「はきだめ」

である．とはいえ，標準試料は非常に高価であり，試料が回と化しやすいためである．しかも，非常に 2u が低い領域の収できなくなり，しかも多相試料だと解析の確度・精度が悪反射を含む X 線回折データを解析する際には，金属の酸化化してしまう．したがって，リートベルト解析のたびに標準状態(たとえば Fe, Fe2＋, Fe3＋, Fe4＋)としてどれを選ぶかで，試料を混ぜて回折データを測定するのは現実的でない．
測定試料と同程度の線減衰係数 m をもつ物質と標準試料を混合して測定した強度データから決定したパラメーターにg の値が変わってくる．外核電子は低角反射に主として寄与するからである．原子番号が比較的小さい金属で，この効果はとりわけ増大する．

固定するという妥協策をとることを推奨する．ただし，測定

そこで，格子定数や分率座標は g よりはるかに高い確度とごとに変わりやすいゼロ点シフト Z は常に精密化する方が精度で精密化しうるという事実に基づき，当該金属に配位しよかろう．もちろん外部標準は回折計の使用条件や試料などている陰イオンとの結合距離(格子定数と各サイトの分率座に応じて臨機応変に添加すべきである．

標から計算)に着目することを推奨したい．固溶体の場合，端成分も含め，ドープ量の異なる試料を数個，用意する．こ・ 散乱能が近い元素の占有率の見積もり

れらの試料のリートベルト解析結果から結合距離を計算し，各金属サイトについて結合距離の固溶量依存性を調べる．ド

一般に，占有率 g と等方性原子変位パラメーター B は互

ープした金属イオンのイオン半径が置換される金属イオンのいに相関が強く，同時に精密化するのが難しい．構造因子のイオン半径とかなり異なる場合は，こうして混合金属サイト

入 門 講 座の g を推定できる可能性がある．たとえば， Jones(3) は Alと Si が同一サイトを占めるアルミノケイ酸塩の場合，( Si,Al)O 結合距離から g(Si)と g(Al)をかなり高い確度で推定できることを明らかにした．

・ 結合距離・結合角に対する抑制条件付加の自動化
非対称単位内の原子が多く複雑な構造をもつ化合物を扱う
際には，幾何学的パラメーター(結合距離や結合角など)に対する抑制条件の数が増え，それらの入力に長時聞を費やすこと に な る ． 必 然 的 に 入 力 ミ ス も 増 え る ． RIETAN-FP には，結合を形成する化学種を指定するだけで全抑制条件を自図 2.3

動的に発生する機能が備わっている．
抑制条件の自動発生機能を利用する際には，RIETAN-FPの標準入力ファイル hoge.ins において，各サイトのラベル(サイト名)を化学種＋通し番号(たとえば Fe1, Ti2, O3 )とBaSO4 のリートベルト解析後に ORFFE で原子
間 距 離 と 結 合 角 を 計 算 し ， GeometricalParameters ダイアログボックス(左)で O3 S 
O2 結合角をクリックして，球棒模型でハイライ
ト表示したところ．(オンラインカラー)

いう形で入力する．化学種名はサイト名の先頭のアルファベット(大文字・小文字)部分であり，元素記号と無関係に与え合わせた002命令が hoge.xyz の末尾に追加される．

られる．
この方式では，便宜上， Car (芳香環中の炭素． ar: aro-hoge.ffe を更新するために削除しておく．

matic ring)，Cth(sp3 混成軌道をもつ四面体配位の炭素．th:

201 命令を再実行した後， 002 命令により結合角が計算

tetrahedral )， Ctr ( sp2 混成軌道をもつ平面 3 配位炭素． tr:

される．

triangular)，Osb(単結合の酸素．sb: single bond)，Odb(二次 に VESTA で hoge.lst を 読 み 込 ん で 球 棒 模 型 を 表 示

重結合の酸素．d: double bond)，Alt(4 配位のアルミニウム．

し，サイト名を表示した後， Utilities メニューで Geometri-

t: tetrahedral )， Alo ( 6 配位のアルミニウム， o: octahedral )cal Parameters を選んで hoge.ffe を読み込む．次に Intera-というようなサイト名の使用により，結合距離の異なる化学

tomic Distance または Bond Angle タブをクリックし，目的種を容易に区別できる．情報処理の分野ではデータに関するの幾何学的パラメーターをクリックすると，結晶模型上の該情報を記述した付加的なデータをメタデータ(meta data )と当原子に黄色の＋印と輪郭が施され，一目で識別できるよう呼ぶ．サイト名はそのサイトを占める化学種の結合距離につになる(図.)．

いての情報を含むことから，一種のメタデータとみなせる．

二面角に対する抑制条件は分子中の 5・6 員環が同一平面

抑制条件は，結合に含まれる原子の化学種名，hoge.ffe からから逸脱するのを防ぐのに役立つ．VESTA で二面角に関す選び出す結合距離あるいは結合角の最小値，最大値，予想る情報を取得するには，まず hoge.ins あるいは hoge.lst を値，許容範囲を入力することにより指定する．最小値を入力

読 み 込 み ， 球 棒 模 型 を 表 示 す る ． Manipulation パ ネ ル でするのは，分割原子モデルにおいて，みかけ上，異常に短い

Angle モードをチェックし，シフトキーを押しながら 4 個の結合が選ばれる恐れがあるためである．

原子 1, 2, 3, 4 を選択すると，グラフィックエリアの下(テキストエリア)に二面角とともにそれらの原子のサイト番

・ VESTA におけるサイト名と幾何学的パラメー
ターの表示

号，サイト名，化学種，分率座標 x, y, z (a, b, c 方向への並進)＋，等価位置の座標が出力される．これら 4 行を
hoge.ins にコピー・アンド・ペーストすると，当該二面角にリートベルト解析では幾何学的パラメーターのチェックが抑制条件を付加するのに再利用できる．

欠かせない． ORFFE の出力ファイル hoge.dst は数値デー
タしか含んでいないので，VESTA でサイト名を表示した上

・ 結晶子サイズとミクロ歪みの決定

で，各幾何学的パラメーターが球棒模型のどれに相当するのかを把握することが，精密化した構造の妥当性を検証するのに役立つ．
サイト名を表示するには，オブジェクトタブをクリック
し，各原子の `L' (Label)をチェックすればよい．
ORFFE を二回続けて実行すると結合距離と結合角が次の3 段階で計算される．


201命令を実行した後，特定サイトの結合をすべて組み

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia JapanRIETAN-FP で は WilliamsonHall(4) お よ び Halder
Wagner(5) の方法により結晶子サイズ D とミクロ歪み e (格子面間隔 d の変動 Dd / d )を見積もる．リートベルト解析だ
けでなく Le Bail 解析やハイブリッド・パターン分解( 2 ・ 8
参照)でも利用できる．擬フォークト関数に含まれる U,X,

Y のような他のプロファイル・パラメーターとの相関が強いプロファイル・パラメーターから D と e を決定するよりという 4 つのプロセスからなる．ハイブリッド・パターン分
解では， Le Bail 解析と積分強度の精密化が互いに相補的な役割を担うことにより，最終的に最良のフィットをもたらす．
1・5 で述べたように粉末回折用グラフィックツール WinPLOTR はバックグラウンド(離散点)を計算し，拡張子 bgrのファイルに出力できる．グラフをチェックして不要なバッ
クグラウンドを除去し，より適切のように思えるバックグラ
ウンドの追加が可能なので，バックグラウンド強度の見積もりの柔軟性が高まる． WinPLOTR は一般(X-Y )形式などの強度ファイルを直接入力できるので， WinPLOTR による
図 2.4

CeO2 ナノ結晶の Halder Wagner プロット．直線は線形回帰により求めた．

hoge.bgr の作成には，さほど時間と手間がかからない．そこで， RIETAN-FP が特定の条件下で hoge.bgr 中の離散バックグラウンド強度の補間により hoge.bkg を作成できるよ
うにしてある．

健全かつ合理的に見える．

積分強度の精密化ではプロファイル・パラメーター，格子MSCS マクロを実行すると，ストリーム・エディター sed

定数，バックグラウンド・パラメーターは Le Bail 解析で精が hoge.plt の後半部分から注釈化された WilliamsonHall ま

密化された値に固定し，Le Bail 解析で求めた積分強度を出たは HalderWagner プロットの作画命令を抜き出し，パイ

発値とし，限られた 2u 範囲の粉末回折データを対象としてプを通じて gnuplot に渡す．その結果生成した PDF ファイ

共役方向法により残差二乗和を最小化する積分強度を逐次求

ル hoge-mscs.pdf は PDF 閲覧プログラムで表示される．

める．Le Bail 法で推定した積分強度の場合，系統的な相関

D と e によるプロファイルの広がりが実質的に無視できる( serial correlation )が目立つ 2u 領域におけるフィットが向標準試料の回折データを事前に解析し，得られた hoge.gpd

上する．残差二乗和を共役方向法で最小化するのは，プログを instrument.gpd と 改 名 し て カ レ ン ト フ ォ ル ダ ー に 置 く

ラミングが簡単で，微分係数を使う Marquardt 法や Gaussと，観測された積分幅 b(obs)(＝ピーク面積/ピーク強度)か

Newton 法に比べ，局所的な最小値に落ち込みにくいためでら装置に由来する広がりの寄与 b(instr)をある．局所的なカーブフィッティングを繰り返すという仕様［b(sample)]n＝[b(obs)]n－[b(instr)]nという式で差し引くことにより試料の広がり b(sample)を算出できる．hoge.ins にデータをコピーする必要がないので，利便性が高い．n は 1～2 の実数であり，n＝1 がローレンツ関数，n＝2 がガウス関数で表現される広がりに相当する．
CeO2 ナノ結晶のラウンドロビン試料(6)の HalderWagner

プロットを図.に示す．回帰直線の傾きから求めた体積加を採用したのは，
残差二乗和に対する各反射の積分強度の寄与を十分大きくするため，
共役方向法では精密化するパラメーターの数が増すと急激に収束が遅くなるためという二つの理由に基づく．
当初は hoge.ins におけるバックグラウンド・パラメータ

重平均結晶子サイズ〈 D 〉V は 28.92 nm だった．この値はラーの入力行を

ウンドロビンの結果〈 D 〉V ＝( 32± 11) nm とよく一致してい

BKGD 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000000000000

る．縦軸の切片から，ミクロ歪みが無視できるほど小さいことすることを推奨する．こうすればバックグラウンド強度のとが一目でわかる．

初期計算値が hoge.bkg 中のデータと実質的に等しくなり，Wilson 統計により計算する初期積分強度の確度が高まる．

・ ハイブリッド・パターン分解

収束確認後に精密化するバックグラウンド・パラメーターの数は適宜増やしてよい．

粉末回折データから積分強度| F |2 を求めるパターン分解

NOPT ＝ 1 に設定すると，通常の Le Bail 解析の後に積分は Le Bail 法(7) と Pawley 法に二分される．既成ソフトを超強度の精密化へと移行する．ただしハイブリッド・パターン

えるパフォーマンスの実現を目指し，ハイブリッド・パター

分解は単相試料にしか適用できない．

ン分解と呼ばれる折衷法を RIETAN-FP に追加した．
ハイブリッド・パターン分解の手続きはこうして精密化した積分強度をフィードバックした Le
Bail 解析を 1 サイクルだけ実行すれば，結晶構造と無関係

バックグラウンド・ファイル hoge.bkg の作成(前処理)，

なすべてのパラメーターが同時に精密化され，極限までフィLe Bail 解析，ットを改善しうる．

| F |2 だけを精密化する一連の個別プロファイル・フィッティング(以後「積分強度の精密化」と呼ぶ)，
Marquardt 法により全パラメーターを 1 サイクルだけ

精密化する Le Bail 解析CuI 含有 Na-FAU の放射光粉末 X 線回折データ( l ＝ 0.85
Å )のハイブリッド・パターン分解で得た解析パターンを図

.に示す．計算パターンがブラッグ反射だけでなく複雑にうねっているバックグラウンドにもよく当てはまっているの

入 門 講 座が一目瞭然である．
前号の 1 ・ 4 で述べたように，等分配された重畳反射の積
分強度は MEP 法で改善できる． MEP 法は未知構造の解析で威力を発揮する可能性があるので，その利用を強く呼びか
けたい．
(つづく)

文
図 2.5

CuI を含むゼオライト Na-FAU の放射光粉末回
折データをハイブリッド・パターン分解で解析した結果．池田卓史博士(産業技術総合研究所)に提供して頂いた．(オンラインカラー)

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan献( 1 ) 粉末 X 線解析の実際，第 2 版，朝倉書店，(2009), 7, 9, 11章．
( 2 ) L. M. Gelato and E. Parth áe: J. Appl. Crystallogr., 20(1987),
139143.
( 3 ) J. B. Jones: Acta Crystallogr., Sect. B, 24(1968), 355358.
( 4 ) G. K. Williamson and W. H. Hall: Acta Metall., 1(1953), 2231.
( 5 ) N. C. Halder and C. N. J. Wagner: Acta Crystallogr., 20(1966),
312313.
( 6 ) D. Balzar et al.: J. Appl. Crystallogr., 37(2004), 911924.
( 7 ) A. Le Bail, H. Duroy and J. L. Fourquet: Mater. Res. Bull., 23(1988), 447
452.




鉄鋼材料の疲労における固溶炭素の役割と潜在能力～鋼の健康を保つために～
小

山

元

道

停留限界応力が疲労限となる．疲労き裂が存在していても，.

はじめに鉄の寿命

応力が疲労限以下である限り，鉄鋼材料は健康なのである．
フェライト単相組織を有する Fe0.017 massC 二元合金の構造材料には寿命がある．多くの場合，実用環境における金属構造材料の破壊の原因は疲労現象であり，疲労破壊は降例を図に示す(1)(2)．これら試料表面のレプリカ画像で示されるように，き裂は発生後，停留している．

伏応力以下でも起こる．つまり，マクロに塑性変形を受けてこの微小き裂停留の原因は図に示すように，大きく分けいない状態であっても，様々な応力状態に繰り返しさらされて三つある．一つはき裂先端の変形である．き裂はその先端る間に刻一刻と金属材料中の転位組織が変化する．結果としからの転位射出によって進展する．つまり，ある遠方応力にて最弱転位組織からき裂が発生，伝ぱし，破壊に至る．この対する転位運動とき裂先端の変形/鈍化様式の関係が 1 サイ

疲労破壊に必要な時間(負荷サイクル数)を疲労寿命，疲労破クルの進展量に影響する[図 2(1)]．次に微小き裂停留の原壊が起こる下限界応力を疲労限と呼ぶ．一般的には，一定応因となるのはき裂閉口現象である．き裂が変形するとその先

力振幅で 107 回繰り返し負荷を与えても破壊が起こらない応

端に塑性域が形成される．この塑性域では，き裂の開口方向

力振幅が疲労限とされる．特に鉄鋼材料では，き裂の発生よ
りも伝ぱに必要とされる時間の方が長く，疲労寿命を考える
上でき裂の伝ぱ挙動は最重要因子である．さらに，鉄鋼材料
では疲労寿命だけでなく，疲労限もき裂の伝ぱ挙動に支配されている．本稿では，この鉄鋼材料の疲労き裂伝ぱに注目して行った著者の最近の研究について概説する．

.

微小き裂の停留とひずみ時効硬化鉄における健康と薬き裂の伝ぱ挙動が疲労限を支配する，とは何を意味する
か．これは発生した疲労き裂がその後，応力負荷繰り返し中に進展しないことを意味する．疲労き裂進展速度がゼロであるので，き裂が発生しても破壊は起こらず，この疲労き裂の

図1

Fe0.017C 鋼の疲労限(210 MPa)における試料表
面のレプリカ画像．それぞれ( a ) 0, ( b ) 7× 106,(c) 1×107 サイクルにてレプリカ採取(1)(2)．応力比は－1．(日本鉄鋼協会発行 ISIJ Int., 55(2015),
p. 2463より転載．）

九州大学工学研究院機械工学部門助教(〒8190395 福岡市西区元岡744)
Potential and Roles of Solute Carbon on Fatigue Resistance in Steels; Motomichi Koyama(Department of Mechanical Engineering,
Kyushu University, Fukuoka)
Keywords: steel, fatigue strength, solute carbon, strain aging, small crack, crack nonpropagation, is interaction
2017年 3 月21日受理[doi:10.2320/materia.56.458]



新 進 気 鋭

図2

疲労き裂停留限界に影響する因子の模式図．
( 1 )き裂先端およびその近傍の変形(転位運動)．
( 2 )き裂面を押し潰す力(残留圧縮応力)の発達．
(3)き裂先端の硬さ(降伏応力および加工硬化能)．

図3

IF 鋼， Fe 0.006C 鋼， Fe 0.017C 鋼の S N 曲線とコーキシング効果(5)．階段右端の×印は破断を示 す ． 応 力 比 は － 1 ． ( 日 本 鉄 鋼 協 会 発 行 ISIJ
Int., 57(2017), p. 358より転載．）に材料が塑性変形する．しかし，その周囲は弾性変形領域で拘束されているので，塑性変形に対応して伸長する代わりに，弾性的に圧縮される．この圧縮場は除荷後も残存するたは塑性変形が観察されないが，低強度の組織部位および応力

め，き裂が閉じた後に再度引張負荷を与えたときの開口を妨

集中限である疲労き裂先端では局所的に塑性ひずみが導入さげる因子となる[図 2(2)]．この残留圧縮応力場の規模は微れる．また，ひずみ時効硬化にとって十分な時効時間( 107

小き裂の進展とともに大きくなり，あるき裂長さにおいてきサイクル)が与えられる．このため材料が疲労試験中に強化裂の進展を完全に止める場合がある．この閉口現象を塑性誘され，疲労限が高くなる．図 3 に示されるように，このコ起き裂閉口と呼ぶ(3)．最後の因子はき裂先端近傍の硬さ(塑ーキシング効果の程度も炭素量に依存しており，図中最大の性変形に対する抵抗)である．き裂先端が硬ければ硬いほど炭素量を含む Fe 0.017C 鋼において顕著なコーキシング効

転位運動は阻害され，き裂の開口を妨げる[図 2( 3)]．鉄鋼

果の発現が確認される．

材料の疲労限改善のためには，これら三つの因子を制御することが肝要である．特に三つめの因子，き裂先端の硬さの観点において，ひずみ時効硬化の側面から鉄鋼材料中の固溶炭

.

過飽和炭素と微小き裂の停留限界薬の効用の最適化素は特別な役割をもつ．
き裂先端の大きな応力集中を緩和するには塑性ひずみを必

ところで，図( a )に示すように，疲労き裂の停留限界は要とする．また，き裂先端では静水圧勾配が存在するので，硬さでよく整理されることが村上らによって報告されてい応力誘起拡散が炭素のき裂先端への拡散/偏析を促進するとる(7)．これに対し，筆者らは，粒内における微小き裂の停留考える．さらに疲労限近傍における疲労き裂進展速度は遅い

限界応力拡大係数を測定し，過飽和に固溶炭素を含む FeC

ので，炭素が拡散するために必要な時間が与えられる．すな合金の試験結果は村上らの予測式を大きく上回ることを示し

わち，大塑性ひずみ，高炭素濃度，長時効時間の三つの条件

た(8)(9)．硬さで整理した場合の種々な FeC 合金の疲労き裂

が，き裂先端では揃っている．このため疲労き裂先端でひず停留限界を図 4(b)に示す．固溶炭素を含まない IF 鋼は村上

み時効硬化が発現し，結果としてき裂を停留させる(4)．

の予測式で推定される停留限界とよく対応している．しかInterstitial Free ( IF )鋼，水焼入れにより炭素を過飽和固し，水焼入れによって過飽和固溶炭素を導入すると，そのき溶状態にした Fe 0.006C 鋼ならびに Fe 0.017C 鋼(以下を裂停留限界は村上の予測式より高くなり，予測値からの乖離

含め，化学組成は全て mass )の応力振幅疲労寿命(SN )は炭素量上昇にともない大きくなった．疲労き裂の停留限界

線図を図に示す(5) ．この SN 線図に示されるように，固を炭素量に対してプロットしたものを図 4 ( c )に示す．ここ溶炭素は疲労限を向上させる．さらに興味深い点として，で注目されたいのは，0.002 mass程度の炭素量で停留限界

S N 線図における 107 サイクル以降の階段状の部分に注目の劇的な改善が認められた点である．つまり，従来鋼と比較されたい．これは 107 サイクル以上疲労限で繰り返し応力負して，わずかでも過飽和固溶炭素をフェライトに与えること荷を与えた場合，疲労破壊の限界応力が上昇することを示しができれば，ひずみ時効硬化に起因する「き裂先端」の動的ている．この疲労限以下の応力負荷による疲労強度の上昇をな硬さ変化によって，微小き裂の停留限界を有意に改善でき

コーキシング効果と呼ぶ．限界応力上昇の原因は主に加工硬ることが示唆された．換言すれば，水焼入れはフェライト中化とひずみ時効硬化である．鉄鋼材料の場合，特にひずみ時の固溶炭素量を上昇させる意味で，疲労特性に対して重要な効硬化がコーキシング効果発現にとって重要であることが知意味をもつことが明らかとなった．

られる(6)．疲労限以下での低応力下の試験中では，マクロに

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan




.

図4

(a)初期欠陥サイズと疲労き裂進展下限界ならびに硬さの関係(7)．area は初期欠陥の投影面積を指す．(b) Fe
C 二元合金の硬さと疲労き裂停留限界の関係．村上の式は±10の精度で予測されるので，10エラーを点線で示す．(c) 村上の予測式からのずれと炭素量の関係(9)．横軸は最大炭素量0.017で除した．いずれも応力比は－1．(`Reproduced with permission from Int. J. Fatigue, 87(2016) p. 1 and 98, (2017), pp. 101. Copyright2016 and 2017, Elsevier'.)

図5Fe23Mn0.5C TWIP 鋼の疲労限(260 MPa)におけるレプリカ画像(12)．それぞれ(a) 0, (b) 1.8×106, (c) 1×
107, (d) 2×107, and (e) 3×107 サイクルにてレプリカを取得した．矢印はき裂先端の位置を示す．応力比は－1．(`Reproduced with permission from Int. J. Fatigue, 94(2017), p. 1. Copyright 2016, Elsevier'.)i s 相互作用由来のひずみ時効現象と疲労き裂の停留限界万能薬を求めて鉄鋼材料の主要構成相として，フェライトだけでなく，オーステナイトも重要である．室温におけるオーステナイトの疲労では，ひずみ時効硬化の影響は考慮されてこなかった．
なぜなら，オーステナイト中の炭素の拡散速度がフェライトと比較して著しく低いためである．それでは，ひずみ時効硬化の疲労特性への影響はオーステナイトにはないのかというと，そうではない．近年，オーステナイト鋼でも is 相互作
用(侵入型原子(i )置換型原子( s)の相互作用)を利用することで，ひずみ時効硬化を発現させることが可能であると報告されている(10)(11) ．具体的には， Fe Mn C 基のオーステナ

図6

引張強度で規格化した場合の FeCrNi 安定オー
ステナイト鋼と FeMnC TWIP 鋼の疲労特性の比較(13)．応力比は－1．(`Reproduced with permission from Int. J. Fatigue, 99(2017), p. 1.
Copyright 2017, Elsevier'.)

イト鋼において Mn と炭素の引力相互作用に由来し，ひずみ時効硬化が発現するとされる．この FeMnC 基オーステ
ナイト鋼は Twinning Induced Plasticity ( TWIP )効果によ

TWIP 鋼の疲労限では疲労き裂が停留する(12)．さらに図って高延性，高強度が両立している鋼である．この鋼種の疲に示すように，ひずみ時効硬化を示さないオーステナイト鋼

労 限 は 他 の 炭 素 を 含 ま な い TWIP 鋼 よ り も 疲 労 限 が 高と比較すると，FeMnC 基 TWIP 鋼の疲労限直上の疲労寿い(12)．炭素を含まずひずみ時効硬化が発現しない TWIP 鋼

命は長かった(13)．これは，低応力条件ではひずみ時効硬化

ではき裂は停留しないが，図に示すように，FeMnC 基の寄与により Fe Mn C 基 TWIP 鋼の微小き裂進展速度が

新 進 気 鋭

遅いためである．つまり，ひずみ時効硬化のために合金設計

文をすることで，オーステナイト鋼の疲労限および疲労限近傍

献の疲労寿命を改善できる．その他，明瞭な疲労限が存在しないといわれる析出強化型 Al 合金(14)においても，余剰 Mg をで紹介させていただいた図 1 ， 3 ， 4 は新日鐵住金株式会社( 1 ) M. Koyama, Z.J. Xi, Y. Yoshida, N. Yoshimura, K. Ushioda
and H. Noguchi: ISIJ Int., 55(2015), 24632468.
( 2 ) M. Koyama, Z.J. Xi, Y. Yoshida, N. Yoshimura, K. Ushioda
and H. Noguchi: TestutoHagan áe, 102(2016), 268273.
( 3 ) W. Elber: Damage Tolerance in Aircraft Structures, ed. by
M.S. Rosenfeld, American Society for Testing and Materials,
Philadelphia, PA, (1971), 230.
( 4 ) D.V. Wilson and B. Mintz: Acta Metall., 20(1972), 985995.
( 5 ) M. Koyama, B. Ren, N. Yoshimura, E. Sakurada, K. Ushioda
and H. Noguchi: ISIJ Int., 57(2017), 358364.
( 6 ) G.M. Sinclair: Proc. Am. Soc. Test. Mat., 52(1952), 743758.
( 7 ) Murakami Y. Metal fatigue: effects of small defects andnonmetallic inclusions: effects of small defects and nonmetallic
inclusions. Elsevier; (2002).
( 8 ) B. Li, M. Koyama, E. Sakurada, N. Yoshimura, K. Ushioda and
H. Noguchi: Int. J. Fatigue, 87(2016), 15.
( 9 ) B. Li, M. Koyama, E. Sakurada, N. Yoshimura, K. Ushioda and
H. Noguchi: Int. J. Fatigue, 98(2017), 101110.
(10) S.
J. Lee, J. Kim, S. N. Kane and B. C. De Cooman: Acta
Mater., 59(2011), 68096819.
(11) M. Koyama: Bulletin of the Iron and Steel Institute of Japan, 21(2016), 186
189.
(12) M. Koyama, Y. Yamamura, R. Che, T. Sawaguchi, K. Tsuzaki
and H. Noguchi: Int. J. Fatigue, 94(2017), 15.
(13) K. Habib, M. Koyama and H. Noguchi: Int. J. Fatigue, 99(2017), 1
12.
(14) 日本材料学会疲労設計便覧，(2005), p.7.
(15) T. Shikama, Y. Takahashi, L. Zeng, S. Yoshihara, T. Aiura and
K. Higashida: Scripta Mater., 67(2012), 4952.
(16) L. Zeng, T. Shikama, Y. Takahashi, S. Yoshihara, T. Aiura and
H. Noguchi: Int. J. Fatigue, 44(2012), 3240.
(17) Z.
J. Xi, M. Koyama, Y. Yoshida, N. Yoshimura, K. Ushioda
and H. Noguchi: Philos. Mag. Lett., 95(2015), 384391.
(18) H. Li, M. Koyama, T. Sawaguchi, K. Tsuzaki and H. Noguchi:
Philos. Mag. Lett., 95(2015), 303311.
(19) Y. Ju, M. Koyama, T. Sawaguchi, K. Tsuzaki and H. Noguchi:
Acta Mater., 112(2016), 326336.
(20) M. Koyama, Z. Zhang, M. Wang, D. Ponge, D. Raabe, K.
Tsuzaki, H. Noguchi and C.C. Tasan: Science, 355(2017),
10551057.

の潮田浩作氏，吉村信幸氏，桜田栄作氏らとの共同研究の成★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

果である．さらに図 5 は物資・材料研究機構の澤口孝宏氏

2012 年

添加することで動的ひずみ時効を発現させれば，疲労き裂が停留し，耐疲労特性が改善する(15)(16)．これまでは，ひずみ時効硬化を発現させるための合金設計により，疲労限を改善しようという試みはなかったといえる．現在利用されている材料において，特に疲労き裂の停留限界が課題となっている
場合，ひずみ時効硬化の観点からの合金元素添加は，疲労特性改善の万能薬となる可能性がある．

.

おわりにひずみ時効と疲労限の関係はまだまだ未開拓分野

本報告では，破壊事故の主因である疲労現象を取り扱った．特に疲労限の改善指針として，ひずみ時効硬化と微小き裂の停留限界に関係する最近の研究成果を紹介した．村上の式をはじめとして，多くの場合，従来の疲労限の予測法にはひずみ時効硬化による動的な局所硬化の寄与が考慮されていない．このため，ひずみ時効硬化に注目した金属構造材料の合金設計には，疲労限改善の大きな可能性が詰まっている．
ひずみ時効現象の研究は長い歴史を有するが，金属疲労の観点ではまだまだ未開拓分野である．ひずみ時効硬化の有効利用の立場で，より安全でロバストな構造材料設計指針の確立を目指したい．また，我々の研究グループでは，ひずみ時効に限らず，炭化物(17) ，マルテンサイト変態(18)(19) や微細ラメラ構造(20)を疲労き裂進展抵抗改善に有効利用することも試みているので，合わせて参照されたい．
これらの成果は九州大学機械工学部門の野口博司教授，
津o兼彰教授のご助言，ご指導のもと得られた．また，本報との共同研究による成果である．皆様のご協力に心より感謝申し上げる．最後に，実験を実際に遂行していただいた本研究室の学生，李 博川君， Kishan C Habib 君，周 佳羲君，
山村悠祐君，任 博泓君に感謝する．
小山元道

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan筑波大学大学院数理物質科学研究科博士課程修了
2012年 4 月 日本学術振興会 特別研究員 PD
2013年12月現職
専門分野材料強度学◎水素脆化，疲労き裂，高 Mn 鋼などをキーワードに破壊現象を包括的に取り扱っている．最近ではElectron Channeling Contrast Imaging など最新組織観察手法を損傷解析に応用している．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★




本
会

告

会

記

事

2017年秋期(第161回)講演大会ご案内と参加申込について…………………………………………………………………462
2017年秋期講演大会冊子プログラム配布方法変更 …………463
2017年秋期講演大会会場周辺のご案内 ………………………463
男女共同参画委員会10周年記念シンポジウム ………………464
第15回 World Materials Day Award 募集 …………………464
2017年秋期講演大会機器・書籍・カタログ展示会出展募集
および大会プログラム広告・DVD ジャケット広告募集…………………………………………………………………465
2017年秋期講演大会託児室設置のご案内 ……………………465
2018年春期講演大会公募シンポジウムテーマ提案募集 ……466「研究会」新規・更新申請募集 ………………………………467
欧文誌編集委員会からのお知らせ ……………………………468
研究集会 …………………………………………………………469

掲示板 ……………………………469 新入会員 …………………………472
会誌・欧文誌 7 号目次 …………471 行事カレンダー …………………473
次号予告 …………………………472

会

事務局 渉 外 ・ 国 際 関 係secgnl＠jim.or.jp
会員サービス全般account＠jim.or.jp
会費・各種支払member＠jim.or.jp
刊 行 物 申 込 みordering＠jim.or.jp
セミナーシンポジウム参加申込みmeeting＠jim.or.jp
講 演 大 会annualm＠jim.or.jp
総 務 ・ 各 種 賞gaffair＠jim.or.jp
学術情報サービス全般secgnl＠jim.or.jp
分
科会stevent＠jim.or.jp
まてりあ・広告materia＠jim.or.jp
会 誌 ・ 欧 文 誌editjt＠jim.or.jp

公益社団法人日本金属学会
〒
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 仙台市青葉区一番町
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TEL 
http://jim.or.jp/

告(ホームページもご参照下さい)年秋期(第回)講演大会ご案内ならびに参加申込みについて会期年月日(水)～月日(金)会場北海道大学(〒0600808 札幌市北区北 8 条西 5 丁目)

懇親会2017年 9 月 6 日(水)1800～2000
懇親会会場キリンビール園本館中島公園店(〒0640810 札幌市中央区南十条西 1160  0115333000地下鉄南北線中島公園駅 1 番 出口徒歩 2 分)
大会参加予約申込締切2017年 8 月 7 日(月) 参加申込みは，すべてインターネット申込となります．詳細は，下記をご覧下さい．

参加申込要領インターネットによる事前の大会参加申込みおよび懇親会参加の申込み 〈登録期間〉月日(水)
～月日(月)

大会参加申込み URL

http://www.jim.or.jp/convention/2017autumn/

DVD の発行(8 月23日)後，予約申込者へ大会参加証引換券，概要集 DVD を送付します．懇親会参加申込をされた方には，懇親会参加券もあわせてお送りします．なお，領収書は，決済完了後に申込画面から各自印刷下さい(WEB 画面講演大会 MyPage よりダウンロード)．
8 月 8 日以降は当日申込となります．当日申込をご希望の方は，会場受付にて直接お申込下さい．

◆大会参加費(講演概要集 DVD 代含む)

※年会費とは異なります．

参加費・講演概要集 DVD・懇親会の消費税扱については，ホームページ(一覧表 PDF)をご参照下さい．
予約申込締切日
会員資格

月日(月)(申込および入金期日)予約申込(インターネット申込・事前支払い)

当日申込(大会会場受付・現金払いのみ)

正員・維持員会社社員

9,000円

10,000円

学生員

6,000円

6,500円

非会員

一般

19,000円

20,000円

非会員

学生(大学院生含む)

14,000円

15,000円

お支払後の取消は，ご返金いたしかねますのでご了承下さい．

◆懇親会費(消費税込み)
予約申込締切日
種別月日(月)(申込および入金期日)予約申込(インターネット申込・事前支払い)

当日申込(懇親会会場受付・現金払いのみ)

一般

5,000円

6,000円学生

3,500円

4,000円同伴者(ご夫人またはご主人)

3,500円

4,000円お席数に限りがございますので，お早目にお申込み下さい．

お支払後の取消は，ご返金いたしかねますのでご了承下さい．

本 会 記 事◆支払方法
クレジットカードおよびコンビニ振込決済をご利用頂けます．また，入金後のご返金は致しかねます．8 月 7 日(月)の入金日をもって予約申込完了となります．

◆講演概要集 DVD のみ購入する場合
 申込者氏名 ◯ 会員資格(会員番号も併記) ◯ 申込数
件名を「年秋期講演大会講演概要集 DVD 購入申込」とし，◯ご記入の上，Email: ordering＠jim.or.jp 宛にお申込み下さい．月日の発行後，請求書を添えて送付いたします．

会員価本体3,810円＋税

定価本体10,000円＋税 送付先住所を◯送料360円◆参加申込・問合先〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会

 0222233685

FAX 0222236312 Email: annualm＠jim.or.jp%

年秋期講演大会冊子プログラム配布方法変更のお知らせ(会報付録なし)
年秋期講演大会のプログラムは，月中旬にホームページに掲載予定，月下旬に冊子プログラム(PDF 版)をホームページに掲載予定です．(今回，会報月号での付録冊子プログラム送付はございませんのでご了承下さい．尚，講演大会参加申込事前予約者の方には講演
概要集 DVD とともに冊子プログラムを発送いたします)．

年秋期(第回)講演大会会場周辺のご案内
2017年秋期講演大会

実行委員長

三浦誠司

日本金属学会の秋期講演大会は，9 月 6 日(火)～9 月 8 日(金)までの 3 日間にわたり，日本鉄鋼協会と合同で北海道大学札幌キャンパスにて開催されます．北海道大学では，2010年秋期(第147回)
講演大会以来 7 年ぶりの開催となります．北海道大学は 12 学部，

10学院・研究院と 7 研究科等で構成される大学院，4 つの附置研究所，3 つの研究センターなどからなる総合大学で，札幌キャンパスと函館キャンパスにおいて教育と研究が行われています．今回の会場となる札幌キャンパスは，南北に広がる自然豊かなキャンパス
で，日本各地，世界各国からの旅行者の観光スポットにもなってお札幌キャンパスイチョウ並木

ります．日本金属学会の会場は工学部で，日本鉄鋼協会の会場はその北側の高等教育推進機構です．また，ポスターセッションの会場
は， 2010 年 12 月にノーベル化学賞を受賞された鈴木章先生の功績を称えて建てられたフロンティア応用科学研究棟になります．本棟
は両講演大会会場の中間に位置しておりますので，講演等の大会行事が円滑に進められるものと期待しています．
札幌キャンパスの正門は，JR 札幌駅の近くにあり，正門経由で
日本金属学会，日本鉄鋼協会の会場まで緑豊かなキャンパス内を約

25 分歩くこともできますが，地下鉄でお越しになる方が便利です．最寄りの地下鉄駅は，日本金属学会会場は，南北線・北 12 条駅，日本鉄鋼協会会場は，南北線・北 18 条駅であり，それぞれ徒工学部

歩 10 ～ 15 分で会場に着くことができます．空路を利用される方は，新千歳空港地下から JR 千歳線・快速エアポートにご乗車いた
だくと，約40分で JR 札幌駅に到着しますので，遠方からお越しに

ルバーン，大野池やサクシュコトニ川，中央ローンなど多くの憩いなる方にもアクセスしやすい会場になっております．会期中の昼食の場が講演会場近くにありますので，キャンパス内を散策されてもには，会場近傍の工学部食堂・北部食堂の利用をお勧めしますが，よろしいかと思います．

大学周辺にもスープカレー店，レストラン，ラーメン店などが多くあります．懇親会は，日本鉄鋼協会と合同でキリンビール園本館・

9 月上旬の北海道は最高気温が25°
C近くになることもあり，暑く感じられることもあるかもしれませんが，朝夕は過ごしやすい気温

中島公園店で催されます．講演会場から懇親会会場へのアクセスはになるのではと予想しております．収穫の時期とも重なりますの

地下鉄が便利で，地下鉄南北線・北 12 条駅もしくは北 18 条駅からで，北海道の秋の恵みを大いに堪能していただけます．札幌は，小ご乗車頂き，札幌方面へ乗車時間 7 ～ 8 分で到着する中島公園駅 1

樽まで快速電車で約 40 分，その他道内各方面への公共交通機関も番出口から徒歩 2 分で会場に到着できます．なお，懇親会会場行

充実しています．講演大会後の日程を利用して，北海道の初秋をおきのバスは用意しておりません．

楽しみ下さい．なお，札幌の宿泊・観光情報については，『札幌市工学部の南側には，北海道大学総合博物館(入場無料)があり，札幌農学校に始まる北海道大学の歴史や有名な研究に関する多くの展示があります．他にもポプラ並木やイチョウ並木，大学農場やモデ

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan

観光サイト・ようこそさっぽろ』のホームページ http: // www.

sapporo.travel/ でもご覧いただけます．
皆様のご参加を心よりお待ち申し上げます．




第回

日本鉄鋼協会・日本金属学会
男女共同参画委員会
周年記念シンポジウム「企業・大学での女性活用とダイバーシティ推進を考える」

World Materials Day Award 募集

材料系国際学協会連携組織である IOMMMS ( International Or-

ganization of Materials, Metals and Minerals Societies)では，国際連携活動の一環として，材料系分野のプレゼンス向上のためWorld Materials Day を制定し(毎年11月の最初の水曜日)，この日に世界同時に，「材料に関する知識とその重要性を社会や若者に啓発する活動」に貢献があった学生を顕彰しております．本年は，2006 年に発足した日本鉄鋼協会と日本金属学会の男女共同参画
委員会は今年で10周年を迎えました．
この度， 2017 年の鉄鋼協会・金属学会秋期講演大会を北海道大学で開催するにあたり，委員会の 10 年間の取り組みを振り返ると11月 1 日(水)に顕彰いたします．
募集要項
.

共に，開催地である北海道大学様，北海道で活躍する企業であるカ対象となる活動次の 3 部門で募集します．
第 1 部門社会における材料の重要性を示すホームページ

ルビー株式会社様，鉄鋼材料メーカーの JFE スチール株式会社様から講師をお招きし，男女共同参画の取り組みをご紹介いただきま

第 2 部門学園祭やキャンパスオープンデー等での該当する展示

す．一般の方々もご聴講いただけます．皆様のご参加をお待ちして

第 3 部門その他(材料教育プロジェクト，青少年対象の材料実

物，作品等
験等)

おります．
.

応募資格者

日



時 年月日(土)時開場 

日本在住の高等専門学校生，大学学部学生，修士課程大学院生

会場

北海道大学工学部棟オープンホール(グループも可)．

主催

日本鉄鋼協会・日本金属学会男女共同参画委員会

日本金属学会の会員でなくても応募できるが授賞決定後には会員

共催

日本鉄鋼協会，日本金属学会

後援北海道大学女性研究者支援室，男女共同参画学協会連絡になることが望ましい．
.

展示方法
日本金属学会秋期講演大会(2017年 9 月 6～8 日，北海道大学)に会，北海道庁，札幌市(予定)，北海道新聞社

おいて，応募作品を展示する．

入場無料
事前参加申込

ホームページ講演大会 or 分科会研究会よりお申展示場への作品の搬入および搬出は応募者が行う．

込み下さい．

展示パネルと電源は準備しますがそれ以外の備品などは応募者

https://data.jim.or.jp/jim/danjo/※当日参加も可能です．

各自が準備すること．
.

プログラム

審査方法
審査員は理事会で決定し，展示場で審査する．

〈司会進行〉

金属学会男女共同参画委員会副委員長
奈良女子大学

研究院自然科学系

審査の観点材料啓発活動への寄与度，内容の新鮮さ，表現力，意欲などの個別項目を 5 点法で採点し総合点で審査する．

准教授 松岡由貴.

930～ 945

開会の挨拶，ならびに「男女共同参画委員会10年のあゆみ」

授賞
◯

World Materials Day Award 最優秀作品 1 作品(または 1グループ) 副賞 5 万円

◯

各部門賞各部門 1 作品に表彰，賞状のみ．
贈呈は World Materials Day に受賞者の所属する機関で行う．

男女共同参画委員会委員長
東北大学金属材料研究所

准教授 梅津理恵

945～1030

講演「北海道大学における女性研究者支援の取組.

～ダイバーシティ研究環境の実現に向けて～」
北海道大学

人材育成本部女性研究者支援室室長

教授

長谷山美紀 様1030～1045

応募要領
メールによる申込み記載事項(応募者名，住所，所属，作品―休憩―

名，応募分野・部門，展示方法( web ，実物，写真，ビデオ等)，展示必要スペース・重量などを明記して応募下さい．
申し込み 下記アドレス宛にお申込下さい．受理通知を送信しま〈司会進行〉

鉄鋼協会男女共同参画委員会
物質・材料研究機構

主幹研究員 戸田佳明

す．(応募様式はホームページ講演大会からダウンロード下さい)応募期間年月日～月日

1045～1115

講演「JFE スチールにおけるダイバーシティ推進について」
JFE スチール株式会社

人事部人事室長 近藤達哉 様

講演「ダイバーシティ推進はやめられない，とまらない．」
カルビー株式会社

申込・問合先〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会

1115～1200

人事総務本部

ダイバーシティ委員会

委員長

 0222233685

各種賞係

FAX 0222236312%

Email: gaffair＠jim.or.jp

新谷英子 様1200～1205

閉会の挨拶
男女共同参画委員会副委員長
九州大学大学院工学研究院

問合先

日本金属学会教授 尾o由紀子

男女共同参画委員会

 022223
3685

FAX 0222236312%

Email: gaffair＠jim.or.jp



本 会 記 事

広告料金

日本金属学会秋期講演大会特別企画シンポジウムのお知らせ
秋期講演大会期間中，下記の特別企画シンポジウムを予定してお

掲載場所

頁

掲載料金

表紙 2 カラー
表紙 4 カラー1
1

50,000円
75,000円○上記の料金には消費税は含まれておりません．
○原稿製作費は別途ご請求させていただきます．

ります．
第
回 KIMJIM シンポジウム■申込・問合先

9 月 6 日(水)(1 日目)1000～年度科学研究費補助金申請勉強会〒1040061 東京都中央区銀座 712
4(友野本社ビル)
株式会社

9 月 6 日(水)(1 日目)
日本金属学会創立周年記念シンポジウム

明報社

担当

 033546
1337(代)

月岡太郎

FAX 0335466306%

Email: tsukioka＠meihosha.co.jp

9 月 7 日(木)(2 日目)1300～
プログラム等に関しましては，決まり次第お知らせいたします．


年秋期講演大会
機器・書籍・カタログ展示会出展募集
大会プログラム広告および講演概要集
DVD ジャケット広告募集
年秋期講演大会会期中の託児室設置のお知らせ
2017 年秋期講演大会期間中，日本金属学会と日本鉄鋼協会が共同で託児室を開設いたします．利用ご希望の方はホームページ掲載の申込要領をご確認の上「託児室利用申込書」に記入頂き，下記シッター会社へ直接お申し込み下さい．
■設置期間および利用時間(開始，終了時間は予定です)■機器・書籍展示
研究開発用機器，書籍，ソフトウェア等の出展を募集します．

1 小間

間口1,800 mm，奥行き900 mm(予定)
展示台(テーブル)，椅子，電源( 100 V

1 kW まで)をご用意します．
＊電気容量の追加は 1 kW 毎に10,000円(税別)をご負担
下さい．
出展料金
申込締切

機器展示1 小間 140,000円(税別)
書籍販売1 小間 90,000円(税別)
2017年 8 月 3 日(木)

■場

展示部数

申込締切

利用時間

13:00～18:30

2017年 9 月 6 日(水)8:30～17:30

2017年 9 月 7 日(木)8:30～17:30

2017年 9 月 8 日(金)8:30～16:45

所

北海道大学札幌キャンパス内(お申し込みの方へ直接ご連絡いたします)■対象・利用料金

0 歳～2 歳
3歳

■カタログ展示
出展料金

設置期間

2017年 9 月 5 日(火)

お子様 1 人につきお子様 1 人につき2,000円/1 日
1,500円/1 日

2 点(A4 サイズ，8 頁以内)につき，30部以内
2 点につき30,000円(税別)(1 点増すごとに10,000円(税

4 歳～学童まで お子様 1 人につき 1,500円/1 日※利用時間外の場合 500円/1 時間(追加料金)別)追加)

1～2 時間であれば可能
利用料金は，利用当日，日本金属学会受付にお支払い下さい．

2017年 8 月 3 日(木)なお，申込締切後のキャンセルはキャンセル料を頂く場合があり■講演大会プログラム広告

ますので，あらかじめご了承下さい．

原稿寸法2017年 8 月23日(水)天地260 mm×左右180 mm
A4 版 1P

入稿形態

1/2P 天地125 mm×左右180 mm
完全データ(グレースケール)

発行予定日

申込締切
原稿締切

2017年 7 月19日(水)2017年 7 月26日(水)■利用シッター会社

株 札幌シッターサービス(http://www.sapporobaby.com/)■申込方法
本会ホームページにある託児室案内の「託児室利用規約」をご確認の上「託児室利用申込書」をダウンロードし，必要事項をご記入の上，下記問い合わせ先のシッター会社に Email もし

広告料金
掲載場所

頁

掲載料金

1
1/2

70,000円
40,000円

くは FAX でお申し込み下さい．
メールでの申し込みの際は，件名に「秋期講演大会の託児室予

普通頁

後付

○上記の料金には消費税は含まれておりません．

約」とご記入の上，託児利用申込書を添付下さい．
株 札幌シッターサービスより※お申込み受領後 3 営業日以内に，

受領確認をお送りします．

○原稿制作費は別途ご請求させていただきます．
■申込期間■講演概要集 DVD ジャケット広告
2017年 8 月23日(水)天地120 mm×左右121 mm
完全データ(4 色カラー)

発行予定日
原稿寸法
入稿形態

申込締切日
原稿締切日

2017年 7 月10日(月)～ 8 月29日(火)まで(定員になり次第締め切らせて頂きます)■申込・問合せ先

株 札幌シッターサービス 担当）杉山，奥山

FAX 0112611873%
Email: info＠sapporobaby.com

2017年 7 月19日(水)2017年 7 月26日(水)ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan 全講演数の半数以上の応募講演数が見込まれること．
◯

年春期講演大会公募シンポジウム
テーマ提案募集

 基調講演の非会員枠は原則， 1 ～ 2 件とし，会員の発表の場◯とすること．
 提案書の趣旨にどのような科学的知見が得られるかの記載が◯提案期限

年月日(金)

期日厳守

あること．
 継続テーマ提案が採択条件を満たさない場合，採択を否決す◯

会員の研究活動一層の活性化を図ることを目的として，春秋講演る．

大会において会員からの提案テーマによるシンポジウム講演を実施
いたしており，活況を呈しております．明年の春期講演大会の公募
シンポジウムテーマを募集いたします．次の要領をご参照の上，活［参考］2017年春期講演大会における公募テーマ
S1

永久磁石開発の元素戦略 5―応用に向けた材料研究の課題

S2

ナノ・マイクロ造形構造体の材料学【募集対象の講演大会】

S3

めっきマックの構造および物性制御()2018年春期講演大会(千葉工業大学)【実施要領】

S4

医療・福祉のための Additive Manufacturing の材料科学発な討論が期待できる有益なテーマを積極的にご提案下さい．
(提案様式はホームページよりダウンロードして下さい．）

境界領域を取り込むもの，最新の情報を含むもの，適時な討論

問合・照会先展開ができるもの．

Email: stevent＠jim.or.jp
 0222233685 %FAX 0222236312(公社)日本金属学会

一般会員，若手・中堅研究者の，斬新なアイディアによる提案

講演大会委員会宛を期待する．
これまでの金属学会になかったテーマを歓迎する．一つのシン

公益社団法人日本金属学会「研究会」新規・更新申請募集

ポジウムの講演件数は10件以上であることを目安とする．
採択したテーマは，公募シンポジウムとして，講演申込を募集
会告する．
採択された場合，提案者(企画責任者)はテーマ責任者として，研究会の登録を希望される方は研究会実施要領および下記規則を積極的に講演募集を行い，また講演プログラムを編成する．シ

ご参照の上，お申込下さい．新規申請の研究会は新規申請用紙，継ンポジウムの企画に積極的な方々が将来，分科会・講演大会な

続延長申請の研究会は継続更新申請用紙でお申込下さい．(申請用

どで主導的に活躍されることを期待する．

紙はホームページよりダウンロードして下さい)
申請締切
年月日(金).

講演の種類基調講演と応募講演.

 テーマ，◯
 テーマ英語名，◯
 趣旨，◯
 基調講
提案書の内容◯【実施要領】

 推定講演数，◯
 関連分科
(関連分科
演の予定題目と講演者，◯

研究会の目的研究会は先端領域又は学術領域における研究会を効 提案者所属・役職/氏名，◯
 通信先住所・複数記入可)，◯

TEL・FAX, Email第 1 分科エネルギー材料，第 2 分科エコマテリアル

率的に推進するために活動することを目的とする．


年間運営費100,000円



活動期間新規申請の場合 1 期 5 年間以内，継続更新の場

第 3 分科電子・情報材料，第 4 分科生体・福祉材料
第 5 分科社会基盤材料，
.

合は，延長期間 1 期 3 年以内．

第 0 分科材料と社会提案書送付先下記宛て Email で送付して下さい．2, 3 日過

最長活動期間は 2 期 8 年以内
研究会名称，◯
 活動目的，◯
活動期間，
新規申請書の内容◯

 代表世話人，◯
 世話人(複数可)，◯ 構成員名簿◯

ぎても受理返信通知のない場合はご連絡下さい．
.

テーマの選定講演大会委員会で選定し，結果は提案者に通知

 研究会名称，◯
 継続理由，◯
 延長
継続更新申請書の内容◯

 代表世話人，◯
 世話人，◯
 構成員，◯
 これまでの成
期間，◯

します．
.

採択テーマの告知と講演募集「まてりあ」11号2018年春期講

 今後の活動計画書
果報告，◯

年間採択数新規 2 件以内，継続(延長)申請は 2 件以内

演大会講演募集会告ならびに本会ホームページで行う．




.

講演申込締切日2018年 1 月10日(水)予定




.

講演プログラムテーマ責任者がプログラム編成し，講演大会

.

講演時間

学術貢献出来る研究会が望ましい．

応募講演15～25分(＋討論時間 5～10分＝合計20～35分)

類似の研究会に属しない．

基調講演30分(＋討論時間10分＝合計40分)

構成員は適切か．

講演概要原稿分量A4 判 1 ページ(応募講演，基調講演とも)

そのテーマの研究会が必要か．

委員会へ提出する．

.

研究会の審査分科会企画委員会で 1 次審査をし，理事会で最終審査を行う．
審査基準




【公募シンポジウム企画の採択基準】


研究会活動期間中に講演大会公募シンポジウムや金属学会企画責任者(シンポジウム chair)およびテーマ責任者(シンポジウム cochair)
 企画責任者は会員であること．
◯

シンポジウムを計画しているか．
 2018 年 2 月に終了する研究会で，過去に継続(延長)の申請を

 テーマ責任者は複数テーマを兼任しないこと．
◯
 企画責任者またはテーマ責任者には，了解を得た講演大会委◯している研究会は，現在の活動期間で終了となります．
 2018 年 2 月に終了する研究会で，これまで継続(延長)の申請をしていない研究会は，1 期 3 年の継続(延長)の申請が出来ます．ただし，研究会の審査により 2 件以内の採択となります．

員が入っていること．
 講演大会委員(専門分野)リストはホームページに掲載し，連◯絡先等は事務局に問合せする．






申請書送付先下記宛 Email で送付下さい． 2, 3 日過ぎて


問合・照会先Email: gaffair＠jim.or.jp

も受理返信通知のない場合はご連絡下さい．

講演大会委員会でテーマ責任者(代理者可)は企画提案の説明を行うこと．



現在活動中の研究会の留意事項



継続テーマの採択条件(上記に追加)
今後も同一テーマのシリーズ化で公募シンポジウムを希望する 022
2233685(公社)日本金属学会

研究会係

場合は，会員の研究活動一層の活性化を図ることを目的とした
下記の採択基準の条件を満たす提案が求められます．

本 会 記 事

日本金属学会

研究会規則




本会の講演大会公募シンポジウムや金属学会シンポジウムの開催を計画しているか(規則の目的)(研究会の開催)

第1条

第8条

この法人の研究会規程を公正かつ適切に運用するため，分科会委員会の決議により，この規則を定める．
(運営費)
第2条

研究会規程第 14 条第 1 項によるこの法人の運営費の限度額は100,000円とする．

2 この法人の運営費以外の運営は参加費等収入で充当する．
3 企業からは原則として分担金を徴収しない．
4 前項に定める同系統のテーマで継続的活動を目的とする更新
申請の承認にあたっては，会告や会場の手配などの支援はするが活動支援金を提供しない場合もある．
(研究会の申請)
第3条

研究会の新規申請書ならびに継続更新申請書は 9 月上旬までに分科会委員長に申請するものとする．

2 分科会企画委員会は申請書を審査の上，分科会委員会の議を経て，理事会の承認を得るものとする．
3 研究会の年間採択数は新規は 2 件以内，継続更新は 2 件以内とする．
4 新規に採択された研究会は 3 年経過後に継続する目処がたたなくなった場合は研究会を解散することが出来る．
5 研究会の活動期間中に春秋公募シンポジウムを 1 回以上開催しなければならない．
(研究会の新規申請)
第4条

新規申請は代表世話人が所定の研究会申請書を期日までに分科会委員長に提出する．

2 新規応募の申請書に記載する事項は次の通りとする．
 研究会の名称および活動目的
研究会の会合を催す場合は，下記による．

2 研究会の会合は研究集会として会告により，会員に公開する．ただし，緊急の会合の場合は前項の定常的構成員のみに通知することもあり得る．

3 春秋大会の折に会合を催す場合は次による
 前日の準備日を含む会期中の会場を使用する場合は 3 ヶ
月前までに事務局へ通知する

会期中の会場の手配は事務局に一任する



講演会等の大会行事開催時間帯の会合は開催しない

大会行事の都合で会合の日時または会場を変更することがある．
(研究会の運営)
第9条

研究会の運営に関する事務処理は代表世話人のもとで行う．

2 研究会が内外の学協会と共催または協賛のもとにシンポジウ
ムまたは国際会議等を開催しようとする場合は，研究会の代表世話人が所定の手続きを経て理事会に申請するものとし，その可否は理事会の決議を要する．
(研究会の活動および成果報告)
第10条

研究会の活動および成果報告は，下記による

2 活動期間中の研究会の代表世話人は 2 月中旬までに，その年度の活動報告書を分科会委員長に提出しなければならない．また，2 月中旬までにその年度の経費の使用明細書(領収書添付)を事務局に提出しなければならない．

3 研究会を終了する代表世話人は 2 月中旬までに成果報告( A4
版 1 頁講演大会やシンポジウム開催報告)を分科会委員長に




活動計画




期待される成果

代表世話人(氏名，所属，役職名，，Email)

世話人の名簿(規則の改廃)

構成員の名簿第 11 条

活動期間は 1 期 5 ヵ年以内とする

提出し，金属学会ホームページに公表しなければならない．

4 最終成果報告書は欧文誌，会誌の投稿またはまてりあ特集号に掲載しなければならない．
この規則を改廃する場合は，分科会委員会の決議を要す

る．

(更新申請)
第5条

1 期 5 年終了後，さらに活動を継続する場合，代表世話人
は更新申請書を期日までに分科会委員長に提出する．

2 更新申請に記載する事項は次の通りとする．
 研究会の名称および継続理由年度活動中の研究会

9 テーマ研究会
No.

名

称

活動期限

エレクトロニクス薄膜材 2013年 3 月～
1 69 料研究会
2018年 2 月

代表世話人
松尾

直人(兵庫県立大学)

乾晴行(京 都 大 学)

連川貞弘(熊 本 大 学)

水素化物に関わる次世代 2014年 3 月～
4 72 学術・応用展開研究会
2019年 2 月

折茂慎一(東 北大)

水素誘起超多量空孔研究 2014年 3 月～
5 73 会
2019年 2 月

藤浪

真紀(千 葉

大)(研究会の構成員)

チタン製造プロセスと材 2014年 3 月～
6 74 料機能製研究会
2019年 2 月

成島尚之(東 北大)第6条

7 75 キンク研究会

中島

英治(九

大)

佐藤

裕之(弘 前大)佐藤英一(宇宙航空開発機構)



代表世話人(氏名，所属，役職名，，Email)

世話人の名簿

構成員の名簿

これまでの成果報告書



今後の活動計画書



延長期間 1 期 3 ヵ年以内とする



最長活動期間は 2 期 8 ヵ年以内とする
この法人の会員は当該代表世話人に申し込むことで，その研究会の定常的構成員になることができる．

2 代表世話人は新たに参加した構成員を事務局に通知する．
3 研究会の定常的構成員は少なくともその 2 / 3 以上をこの法人の会員で構成されなければならない．

4 同一人が複数の研究会に登録しても差し支えないものとする．
(研究会の審査)第7条

プラストンに基づく変形 2013年 3 月～
2 70 現象研究会
2018年 2 月
グリーンエネルギー材料の 2013年 3 月～
3 71 マルチスケール創製研究会
2018年 2 月

2015年 3 月～
2020年 2 月
高温変形の組織ダイナミ 2015年 3 月～
8 76 クス研究会
2020年 2 月
2016年 3 月～
2021年 2 月
2017年 3 月～
10 78 触媒材料の金属学研究会
2022年 2 月
9 77 高度超塑性成形研究会

金属・無機・有機材料の結晶 2017年 3 月～
11 79 方位解析と応用技術研究会
2022年 2 月

亀岡
高山

聡(東 北

大)

善匡(宇 都 宮 大)研究会の新規および継続更新の審査は，下記による．

2 分科会企画委員会で 1 次審査をし，理事会で最終審査を行う．
3 研究会の審査は次の基準による


学術貢献出来る研究会であるか

類似の研究会に属しないか

構成員は適切か

そのテーマの研究会が必要か

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japanこれまで設置された研究会

62．励起反応場を用いた低次元ナノ材料創成研究会(2009.3～2015.2)(2009.3～2012.2)

1．高融点金属基礎研究会(1977.2～1982.3)

63．計算材料科学研究会

2．高温質量分析研究会(1977.9～1982.3)

64．触媒材料研究会(2009.3～2015.2)(1977.9～1982.3)

65．高温強度と組織形成の材料科学研究会(2010.3～2015.2)(1977.9～1982.3)

66．熱電変換材料研究会(2011.3～2014.2)(1978.2～1983.3)

67．結晶と組織の配向制御による材料高性能化研究会(2011.3～2017.2)

6．核融合炉研究会―総合評価のための―(1978.5～1983.3)

68．シンクロ型 LPSO 構造研究会(2011.3～2014.2)

7．材料照射研究会(1978.5～1983.3)

8．磁石材料研究会(1978.5～1983.3)

9．結晶粒界研究会(1981.2～1986.3)

10．高温変形および破壊研究会(1981.9～1986.3)

11．金属間化合物の機械的性質研究会(1983.2～1988.3)

12．材料重照射研究会(1984.2～1989.3)

13．ステンレス鋼研究会(1984.2～1989.3)

3．アモルファス金属に関する研究会
4．チタン研究会
5．マルテンサイト変態に関する研究会

特集企画の投稿募集

14．形状記憶合金の基礎と応用に関する研究会(1985.2～1990.3)

15．エレクトロニクス材料の物理化学研究会(1985.2～1990.3)

16．気相急冷非平衡合金研究会(1985.2～1990.3)

17．計算機支援による材料設計研究会(1986.2～1991.3)

18．金属とセラミックスの接合研究会(1986.2～1991.3)

19．高温強化研究会(1987.3～1992.2)

20．高純度金属研究会(1988.3～1991.2)

21．破壊の物理と化学研究会(1988.3～1991.2)

22．ベイナイト研究会(1988.3～1991.2)

23．結晶粒界研究会(1991.3～1994.2)

24．水素機能研究会(1991.3～1994.2)

25．照射材料評価研究会(1992.3～1995.2)

26．金属と社会研究会(1992.3～1997.2)

27．めっき膜の構造および物制制御研究会(1993.3～1998.2)

28．高純度ベースメタル研究会(1993.3～1998.2)

29．集合組織と材料特性研究会(1994.3～1999.2)

30．相安定性・相変態研究の新技法研究会(1994.3～1999.2)

31．金属系バイオマテリアル研究会(1994.3～1998.2)

32．結晶性材料の高温強度特性研究会(1995.3～2000.2)

33．チタン合金の基礎物性研究会(1995.3～2000.2)

34．コンピューターシミュレーションによる原子・電子レベルでの材料創成研究会(1995.3～2000.2)

35．界面の原子論研究会(1996.3～1999.2)

掲載予定号第59巻第 6 号(2018年)

36．拡散研究会(1998.3～2003.2)

原稿締切日2017年12月 1 日■Growth of Ecomaterials as a Key to EcoSocietyV(環境社会に向けてのエコマテリアルの展開 V)
エコマテリアルは材料特性の一つとして認識が深まり，設計，製品，製造，社会などと融合する新たなる段階に発展・浸透しつつあります．とりわけ，地球温暖化問題やグローバルな環境規制への対応，エネルギー資源の確保，希少資源・元素の確保など，製造技術
や材料性能のみならず，社会問題との関わりが顕在化してきています．
このような状況の下，これまで2003年(42巻 7 号)，2005年(44巻12号)，2007年(46 巻12号)，2010 年( 49巻 5 号)において「Growthof Ecomaterials as a Key to EcoSociety(環境社会に向けてのエコ
マテリアルの展開)」の特集号を企画し，エコマテリアルの最新研究成果を発信して参りました．シリーズ 5 となる今回は，持続可能な発展に資するエコマテリアルの最新の研究成果とそのグローバ
ルな広がりについて，科学技術の視点から記述したいと存じます．
上記テーマに関する特集を， Materials Transactions 59 巻 6 号( 2018 年 6 月発行)に予定しております．多数ご投稿下さいますよ
うお願いいたします．

36．ハイパフォーマンス・バイオマテリアル研究会(1998.3～2001.2)

38．超高純度金属研究会(1998.3～2003.2)

投稿に際しては，日本金属学会欧文誌投稿の手引・執筆要領

39．材料集合組織研究会(1999.3～2002.2)

40．高温材料設計研究会(2003.3～2005.2)(本会 Web ページ)に従うこと．
通常の投稿論文と同様の審査過程を経て，編集委員会で採否41．ストラクチャーダイナミックス研究会(2000.3～2003.2)

42．機能性薄膜研究会(2000.3～2003.2)

43．可逆的インターコネクション研究会(2001.3～2004.2)

44．ナノプレーティング研究会(2002.3～2005.2)

45．水素新機能研究会(2002.3～2005.2)

46．エキゾチック金属間化合物の構造・相安定性と物性研究会(2003.4～2005.2)

47．強ひずみ加工微細組織制御研究会(2004.3～2008.2)

48．照射場材料制御研究会(2004.3～2009.2)

49．次世代軽負荷マグネシウム研究会(2004.3～2009.2)

50．超高純度ベースメタル研究会(2004.3～2007.2)

51．先進材料の高温強度と組織研究会(2005.3～2009.2)

52．ベリリウム金属間化合物研究会(2005.3～2008.2)

54．ナノプレーティング研究会(2006.3～2013.3)56．結晶方位と組織の制御研究科(2006.3～2011.2)

57．変位型相変態を利用した構造・機能性材料研究会(2007.3～2012.2)

58．機能性ポーラス材料研究会(2008.3～2013.3)

59．機能性チタン合金研究会(2008.3～2013.3)

60．格子欠陥制御工学研究会(2008.3～2013.3)

61．核融合システム・材料統合研究会(2009.3～2012.2)



を決定する．
著者は，投稿・掲載費用をご負担願います．(別刷 50 部寄
贈)．
問合せ先

〒9808544 仙台市青葉区一番町 114
32(公社)日本金属学会 欧文誌編集委員会

http://jim.or.jp/
 022
2233685 %FAX 0222236312
Email: editjt＠jim.or.jp

本 会 記 事

研究会 No. 71

第回グリーンエネルギー材料のマルチスケール
創製研究会(種子島)開催のご案内
本研究会は，材料科学の立場から長期的短期的視野に立って新規グリーンエネルギー変換システム用材料の創製とともに，従来技術の高効率化を実現するための方策について研究を推進していくことを目的として設立されました．平成 20 年度～ 24 年度に活動した「格子欠陥制御工学研究会」の実績を踏まえ，ナノからミクロレベ〈公募類記事〉
無料掲載募集人員，締切日，問合先のみ掲載．
有料掲載1/4頁(700～800文字)程度．
「まてりあ」とホームページに掲載15,000円＋税ホームページのみ掲載
10,000円＋税〈その他の記事〉 原則として有料掲載．
原稿締切・掲載号毎月 1 日締切で翌月号 1 回掲載
原稿提出方法電子メールと FAX 両方(受け取りメールの確認をして下さい)原稿送信先%FAX 0222236312 Email : materia＠jim.or.jp

ルにおける微細組織のキャラクタリゼーションとその制御，さらに集ミリから実寸レベルにおける階層構造化技術や材料特性の評価な会

ど，グリーンエネルギー材料に対するマルチスケール創製の設計原◇レアメタル研究会◇

理の確立に向けた議論を行いたいと思います．昨年に引き続き，下記の要領で第 5 回研究会を開催致しますので奮ってご参加下さ■主催

レアメタル研究会

い．特に，博士課程の大学院生，ポスドク等の若手研究者の皆さん

主宰者

東京大学生産技術研究所 岡部のご発表を奨励致します．多くの皆様のご参加を心よりお待ち申し

協力(一財)生産技術研究奨励会(特別研究会 RC40)

徹

教授

上げます．

共

催

東京大学マテリアル工学セミナー
レアメタルの環境調和型リサイクル技術の開発研究会

日

東京大学生産技術研究所 持続型エネルギー・材料統2017年 8 月 6 日(日)～8 日(火)※6 日は夕方からの基調講演と交流会，研究発表会は 7 日，8 日
時

合研究センター
東京大学生産技術研究所 非鉄金属資源循環工学寄付

です．8 日は午前中にて閉会の予定です．
場

所

研究部門（JX 金属寄付ユニット）

種子島あらきホテル(http://arakihotel.co.jp/)〒891
3111 鹿児島県西之表市西町78番地

協

参 加 費

( 0997221555)
一般10,000円，学生5,000円(宿泊費は別途)

■開催会場

宿 泊 費

夕・朝食込みで12,000円/名・泊定

40名
申込締切 
年月日(水)

発

参

員
表

加

(公社)日本金属学会

他

東京大学生産技術研究所

An 棟 2F コンベンションホール
(〒153
8505 東京都目黒区駒場 461)(最寄り駅駒場東大前，東北沢，代々木上原)■参加登録・お問合わせ

1 件につき30分発表15分質疑応答．
大 学 院 生 ・ ポ ス ド ク 等 若 手 研 究 者 の 方 々 は ， Distin-

東京大学 生産技術研究所

guished Paper Award for Young Scientists の対象となります．

Email: okabelab＠iis.utokyo.ac.jp

岡部研究室〈平成29年度

申込締切 
年月日(水)申込先方法

レアメタル研究会事務担当

宮嵜智子

レアメタル研究会開催予定のご案内〉

申込みフォーム( http: // www.msre.kumamoto u.ac.

jp / ã mice / green /)に必要事項を記入の上，下記世話問合せ先賛(2017.5.25現在)■第76回

2017年 7 月28日(金)2017年 9 月15日(金)人宛に E
mail にてお申込下さい．
(世話人)関戸信彰■第77回

東北大学大学院工学研究科知能デバイス材料学専攻
 0227957325

10日(金)または 9 日(木))■第78回 2017年11月17日(金)Email: nobuaki.sekido.b7＠tohoku.ac.jp■第79回(世話人)小林重昭■第80回(寄付ユニット特別シンポ「非鉄におけるマイナーメタル」11月

2018年 1 月12日(金)★貴金属シンポジウム(第 5 回)＋新年会★(合同開催)

2018年 3 月 9 日(金)★前田正史教授が熱く語る特別シンポジウム＋慰労会★(合同開足利工業大学工学部創生工学科機械分野

催) 0284225638

Email: kobayashi.shigeaki＠v90.ashitech.ac.jp■第回 年月日(金)
～

An 棟 2F コンベンションホール

テーマ金属鉱物資源，レアメタル情勢，非鉄金属業界の動向
時

間午後 200～

講演

鉄鋼業古今東西，資源開発ななめ読み(60分)
独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構

◇

◇

◇

理事長 黒木啓介

講師

教授 岡部

講師

レアメタルに関する最近の話題(45分)
東京大学

生産技術研究所

徹

鉱山・製錬・リサイクルの複合～DOWA メタルマインの事業展
開～(仮)(60分)
DOWA メタルマイン株式会社

代表取締役社長(DOWAホールディングス株式会社

午後600～

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan

執行役員) 関口研究交流会・意見交換会(An 棟 2F

明

講師

ホワイエ)




■第
回 
年月日(金)
～ An 棟 2F コンベンションホール
テーマ非鉄業界の動向
時 間午後 200～
講 演講師依頼中
非鉄分野における産学連携の在り方(仮)(60分)
早稲田大学理工学術院 創造理工学部環境資源工学科 教授
東京大学 生産技術研究所 教授 大和田秀二
産学連携と大学における新しい展開(仮)(20分)
東京大学

生産技術研究所

非鉄金属資源循環工学寄付研究部門

岡部

講師

公

募
横浜国立大学大学院工学研究院

講師

Massachusetts Institute of Technology, Research Scientist 大内隆成
理論創りからもの造り，そして思いの橋渡し(60分)

講師

公募

教授 1 名年月
日
締 切 日 

募集人員

問 合 先

横浜国立大学大学院工学府

機能発現工学専攻

先端物質化学コース

薫

特任教授

徹

教授

獨古

Email: dokkokaorujs＠ynu.ac.jp
http://www.ynu.ac.jp/hus/engk/18272/detail.html

MIT における産学連携の紹介(仮)(30分)

助

住友金属鉱山株式会社
取締役・専務執行役員

午後600～

資源事業本部長 土田直行

研究交流会・意見交換会(An 棟 2F

■第
回 年
月日(金)
～ An 棟 2F
テーマチタンの将来
時 間午後 200～
講 演
海とチタン－エンジニアの挑戦(仮)(60分)～海洋土木と船舶分野へのチタンの適用～

講師

宇宙科学振興会

ホワイエ)
コンベンションホール

国際学会出席旅費の支援
国際学会開催の支援

助成事業

公募

応募要領

2017年 8 月31日，2018年 2 月28日
http//www.spss.or.jp をご覧下さい．

問合せ先

公益財団法人宇宙科学振興会
 042
7511126Email: admin＠spss.or.jp

講師低コストチタンの製造の可能性と課題(仮)(30分)東京大学 生産技術研究所 教授 岡部 徹 講師
燃料電池車開発から見たチタンとその製造革新への期待(仮)(60分)
トヨタ自動車株式会社
FC 技術・開発部 プロフェッショナル・パートナー 高橋和彦

研究交流会・意見交換会(An 棟 2F






応募締切

一般社団法人日本チタン協会 木下 和宏

午後600～成公募◇核融合科学研究所

講師

ホワイエ)

■第
回 年月日(金)
～ An 棟 2F コンベンションホール
★貴金属シンポジウム(第 5 回)＋新年会★(合同開催)
テーマ貴金属の製錬・リサイクル時 間午後 200～
講 演貴金属の製錬・リサイクル技術に関する講演講師依頼中午後600～ ポスター発表 兼 研究交流会(An 棟 1F レストラン アーペ(予定))■第回 
年月日(金)～ An 棟 2F コンベンションホール
★前田正史教授が熱く語る特別シンポジウム＋慰労会★(合同開催)テーマ前田先生の研究と活動，非鉄業界と研究の将来展望
時 間午後 200～
講 演
講師依頼中非鉄金属リサイクルプロジェクトと産官学連携(仮)(60分)東京大学 生産技術研究所 教授 前田正史 講師
午後600～ 研究交流会・意見交換会(An 棟 2F ホワイエ)

公募◇

公募人員

助教名(年俸制，任期年，業績評価により再任可)所

ヘリカル研究部核融合システム研究系構造材料特性研究

属部門
研究・業務内容

今回公募対象に期待される任務は，構造材料等，核融合炉で用いる各種材料の高性能化に向け，研究所所
有のイオン加速器をはじめとする関連機器・設備を活用
し，プラズマ・壁相互作用等による材料の表面組成変化，構造変化，機能特性変化，照射損傷等に関する研究を行うとともに，それらの研究成果に基づき，機器・設備の高度化を検討することである．また，大学共同利用
機関の教員として，これらに係わる共同研究を推進することも求められる．
希望事項

 博士の学位を有する者，または取得見込みの者．
◯
国内外の共同研究の推進及び学生教育に意欲のある者．
◯

年月
日(金) 時(必着)応募締切 
就任時期
提出書類

採用決定後のなるべく早い時期
 履歴書


ト

 研究歴


 就任後の抱負 論文別刷 3 編程度
 研究業績リス 応募者について参考意見を述べることのできる方 2 名程度の氏名及び連絡先．
 ～
 につい
なお，提出された書類は，返却しない．(ては 6 部必要)
提 出 先＊レアメタル研究会ホームページ＊
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/japanese/rc40_ j.html

助教〒5095292 岐阜県土岐市下石町322
6
核融合科学研究所管理部総務企画課人事係※封筒の表に「ヘリカル研究部核融合システム研究系構造材料特性研究部門(助教)公募関係書類」と朱書きし，郵送の場合は簡易書★備考関連研究会〈米国版レアメタル研究会(RMW)のご案内〉■RMW13 Workshop on Reactive Metal Processing (Reactive
Metal Workshop)
March 16 (Fri)17 (Sat), 2018, Cambridge, MIT＊Reactive Metal Workshop の HP＊
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/coretocore/rmw/



留とすること．
問合せ先核融合科学研究所管理部総務企画課人事係
 057258
2013(直通)

詳細については，本研究所のホームページに掲載しておりますので，ご覧下さい．
アドレスhttp://www.nifs.ac.jp/indexj.html

本 会 記 事Effect of Simultaneous Addition of Mn and Mischmetal on the High Temperature Deformation
Behavior of AZ61 Magnesium Alloy

日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文Vol. 81, No. 7（2017）―論文―
Sn-Cu-Ni 系はんだ合金の高温変形挙動におよぼす
高野雅幸 黒田圭児 長谷康平
Cu と Ni 添加の影響
田中嵩人

山o重人

光原昌寿

中島英治

変態に及ぼす Nb
Ti-xNb-7Al の焼戻しに伴う b → a ″添加量の影響
井尻政孝

富田悠希

石川高史

門脇賢司

竹元嘉利

AIH-FPP 処理により形成した Cr 拡散層が DLC 薄膜の密着性に及ぼす影響
武末翔吾

曙

紘之

古川瑞樹
小茂鳥 潤

菊池将一
野村博郎

電解精製浴からの電析銅の表面粗度および均一電着性に及ぼす添加剤の相乗効果
鈴木敦博

大上

悟

小林繁夫

中野博昭

固体 Cu- 溶融 Al の接触面形状が生成化合物に及ぼす影響―Cu-Al 混合粉末燃焼合成の理解のため―
橋

開地

日比野

敦

アルミナ粒子分散マグネシウムとマグネシウムで構成された積層成形放電プラズマ焼結体の作製
川森重弘

藤原

弘

長井美憲

春日幸生

Xiaochao Wu, Mao Chen, Ruixiao Qu, Qingkui Li and
Shaokang Guan
Materials Chemistry

Formation Behavior of Phosphoric Acid-Based
Chemical Conversion Films Containing Alkaline
Earth Metals on Magnesium Alloy
Akinori Nakamura, Satoshi Oue, Hiroki Koga andHiroaki Nakano

Direct Hydrothermal Synthesis of Size-Controlled
Co3O4 Nanocubes under Highly Condensed CondiKiyoshi Kanie, Yusuke Tsujikawa andtions
Atsushi Muramatsu
Materials Processing

Microstructures and Mechanical Properties ofFriction Welded Joint Using a 5052 AluminumAlloy Small Diameter Rod
Yuki Asano, Mitsuteru Nomoto, Masakatsu Maeda andKazuyoshi Katoh

Influence of Sn Addition on Castability, Mechanical Properties and Corrosion Resistance of JIS
CAC804 Silzin Bronze Castings
Yoshiyuki Goto, Shinji Tanaka and Keiichiro Oishi

Impact Angle Dependence of Erosive Wear for
Spheroidal Carbide Cast Iron
Lei Xiao, Kazumichi Shimizu and Kenta Kusumoto

Materials Transactions 掲載論文
Vol. 58, No. 7（2017）

Fabricating Bulk Nanocrystalline Ni
W
B Alloys
by Electrodeposition
Isao Matsui, Mingjun Li and Naoki Omura―Regular Articles―
Materials Physics

Microstructure of Surface Layer Containing Pb on
Stucco of Takamatsuzuka Tumulus
Masahiro Kitada, Yohsei Kohzuma and Toru Tateishi
Microstructure of Materials

Small Angle X-ray Scattering Studies of Fe-Si-CuP. Kozikowski, M. Ohnuma,
B Melt-Spun Ribbons
M. Ohta, Y. Terakado, Y. Yoshizawa, S. Koppoju and
M. Lewandowska

Effects of a Phase Nucleating at Transition Phaseand Dislocation on Mechanical Properties inMetastable b Titanium Alloy Ti-6.8Mo-4.5Fe-1.5Al
Tatsuaki Sakamoto, Kazuki Takiue, Yuri Higaki,
Sengo Kobayashi and Kiyomichi Nakai
Mechanics of Materials

Effect of Compound Layer Thickness Composed ofg′-Fe4N on Rotated-Bending Fatigue Strength in
Gas-Nitrided JIS-SCM435 SteelYasushi Hiraoka and Akihiro Ishida

Effect of the Prior Particle Boundary on theMicrostructure and Mechanical Properties of HotIsostatic-Pressed IN718 Alloy
Yen-Ling Kuo and Koji Kakehi
Engineering Materials and Their Applications

Evaluation of Mechanical Properties of Catheter
Shafts under Cyclic Bending
Ryojiro Hijikata, Takayuki Shiraiwa, Manabu Enoki,Kensuke Matsubara and Kei Tokumoto

Adhesion of Polyethylene/Polyethylene Terephthalate (PE/PET) Laminated Sheets by Homogeneous Low Potential Electron Beam Irradiation(HLEBI) Prior to Assembly and Hot-Press above
Melting Point
Sagiri Takase, Helmut Takahiro Uchida, Arata Yagi,
Masae Kanda, Olivier Lame, Jean-Yves Cavaille,
Yoshihito Matsumura and Yoshitake Nishi

Development of 4V-Class Bulk-Type All-SolidState Lithium Rechargeable Batteries by a
Combined Use of Complex Hydride and Sulfide
Electrolytes for Room Temperature Operation
Atsushi Unemoto, Genki Nogami, Masaru Tazawa,
Mitsugu Taniguchi and Shin-ichi Orimo

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan―Rapid Publications―
Development of Isotropic and Accordion-LikeDeformable Magnesium Alloys

Environment

Relationship between Surface Characteristics andFloatability in Representative Sulfide Minerals:
Role of Surface Oxidation

Hidetoshi Somekawa, Alok Singh and Tadanobu Inoue

Gilsang Hong, Junhyun Choi, Yosep Han, Kwang-Suk Yoo,
Kwanho Kim, Sang Bae Kim and Hyunjung Kim

High Thermal Stability and Flexibility of Thin
Porous Ni Metal Support Prepared by Electroplating Deposition for Pd Alloy Membranes

Dismantling of Electric and Electronic Components from Waste Printed Circuit Boards byHydrochloric Acid Leaching with Stannic Ions

Naruki Endo, Satoshi Yaegashi, Takayoshi Maehata,
Masashi Kumakawa, Satoshi Suzuki, Kin-ichi Mashiko and
Tetsuhiko Maeda

Moonchul Jung, Kyoungkeun Yoo and Richard Diaz Alorro

Self-Healing of Ni/Mullite Hybrid Materials via
High-Temperature Oxidation

Manufacturing Process of Carbon-Alumina Short
Fiber Hybrid Reinforced Aluminum Matrix Composites by Low Pressure Casting

Hai Vu Pham, Makoto Nanko and Wataru Nakao

Yongbum Choi, Yoshiki Kataoka, Zhefeng Zu,
Kazuhiro Matsugi and Gen Sasaki
Editor's Announcement

まてりあ

第
巻

ミニ特集「計算科学を用いたマグネシウムの合金設計・変形・組織形成研究の最前線」

第号

予告

［新 進 気 鋭］高活性な白金ナノ粒子触媒の開発と電極触媒としての応用展開 …………………………白仁田沙代子
―他―

一般記事
［入 門 講 座］ RIETAN FP ・ VENUS システムと外部プログラムによる粉末構造解析―3. 構造モデルの導出と電子・散乱長密度の三次元可視化― ………………………………泉 富士夫～編集の都合により変更になる場合がございます～(2017年 4 月21日～2017年 5 月22日)

正

員

内田壮平
児島雅博
学

生

大阪産業技術研究所
あいち産業科学技術総合センター

迫
良輔
山本道子

日本パーカライジング株式会社

城戸優汰
木村慎吾
清川克幸
黒崎
翼
幸村智基
小林拓登
齋藤裕輝
鈴木絢子
角田一樹
高松勇一
橘 優一郎

熊本大学

新明和工業株式会社

員

秋山洋輝
五十嵐直也
五十嵐 仁
池田大樹
伊藤大真
井上
彬
岩田晃一
内田祥太
衛藤翔一
大脇充裕
加茂遼太郎

名古屋大学
北海道大学
日本大学
北海道大学
香川大学
茨城大学
兵庫県立大学
秋田大学
鹿児島大学
名古屋大学
茨城大学

東京工業大学
北海道大学
千葉工業大学
東北大学
京都大学
千葉工業大学
島根大学
広島大学
千葉工業大学

永澤
瞳
古川大祐
三好健斗
村井
敦
村上
拓
森
祐輔
森本涼平
柳瀬
翼
山下雄大
渡邊和貴

関西大学

Zhang Chi

Dalian University of Technology

北海道大学
香川大学
名古屋大学
静岡大学
名古屋大学
東京理科大学
香川大学
兵庫県立大学
芝浦工業大学

九州工業大学外国一般会員Bi Haisheng

Qingdao University of
Science and Technology

Fu Xuesong Dalian University of Technology

Pu Zhenghao National Engineering Laboratory for
Vacuum Metallurgy, Kunming
University of Science and Technology

本 会 記 事

行
開催日
月
5

事

カ

名称・開催地・掲載号
第230回西山記念技術講座「鋼材の性能を引き出す溶接技術の最先端」(大阪)

レ

ン

主催・担当

ダ

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

日本鉄鋼協会・楢 TEL 033669
5933 educact＠isij.or.jp
岡https://www.isij.or.jp/
大同特殊鋼株式会 TEL 052
6119646
社技術開発研究所 tsuzuki＠ek.daido.co.jp

5

将 来 技 術 シ ン ポ ジ ウ ム ``Aiming at The Rare
Earth Iron Age''「シリコン時代」の次には，「希土類―鉄時代」が到来する(名古屋)6日本真空学会関西支部日本表面科学会関西支部
合同セミナー 2017 「水素の挙動と物質科学―最近の展開―」(阪大)

日本真空学会関西 TEL 079
2674921
支部・日本表面科 moritani＠eng.uhyogo.ac.jp
学会関西支部(関 http://www.vacuum
jp.org/
西学院大)6～7

第27回電子顕微鏡大学(東大)日本顕微鏡学会

7

第 34 回軽金属セミナー「アルミニウム合金の組織―応用編(加工・熱処理による組織変化)」(第3 回)(関西大)
平成 29 年度 第 1 回講演会「異業種ではどのような塗装を 塗るもの変われば塗り方変わる
～様々な塗装・塗布技術～」(東京)

軽金属学会

7

10～11

第151回塑性加工学講座「板材成形の基礎と応用～基礎編～」(名大)12～14

講習会「粉末 X 線解析の実際」(東京理科大)13～14

第58回塗料入門講座 後半(東京)jsmdenken＠bunken.co.jp
TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/

日本塗装技術協会 TEL 036228
1711
tosoujimukyoku＠jcot.gr.jp//
http: jcot.gr.jp
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
日本結晶学会19～21

第 44 回コロージョン・セミナー「サステイナブ
ル社会を支える腐食防食エキスパートを目指して」(広島)

腐食防食学会

19～21

サーモテック 2017
連機器展―(東京)20～21

平成29年度 MLF 産業利用報告会(東京)21

第388回講習会 研究室見学付き基礎講座「精密光計測の基礎 ―干渉から光コムまで―」(東工大)

TEL 0332628446
http://www.thermotecexpo.com
info＠thermotecexpo.com
J PARC MLF ， TEL 0292195300(代表)
総合科学研究機構 t_miyazaki＠cross.or.jp
中性子科学セン
ター他・宮崎精密工学会
TEL 0352265191
https://www2.jspe.or.jp/

21

第 45 回薄膜 ・表面物 理セミナ ー( 2017 )エネ ル
ギーハーべスティングのための薄膜・表面技術
(東京)

24～25

第47回初心者のための有限要素法講習会(演習付き)(京都)

応用物理学会 薄 TEL 035802
0863
膜・表面物理分科 oda＠jsap.or.jp
会
http://www.jsap.or.jp/
日本材料学会TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/

24～26

平成29年度溶接工学夏季大学(阪大)

溶接学会

25

ものづくり基礎講座 金属の魅力をみなおそう
観察・分析編 第 2 回 組成分析(東大阪)27

第224回塑性加工技術セミナー「有限要素シミュ
レーション解析に必要な材料物性・境界条件パラメータの基礎知識」(岐阜大)

東北大学金属材料 TEL 066748
1054
研究所附属産学官 sangaku＠gbox.pref.osaka.lg.jp
広域連携センター http://www.kansaicenter.imr.tohoku.ac.jp/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

27～28

第 48 回 ト ラ イ ボ ロ ジ ー 入 門 講 座 ― ト ラ イ ボ ロ
ジー基本知識と考え方―(東京)27～28

第 51 回 X 線材料強度に関するシンポジウム(神戸)28

第 73 回技術セミナー腐食を理解するための電気化学入門(東京)28

平成 29 年度 塗装の課題を科学で解決!!～塗装
プロセスデザインと見える化技術の最前線～(大阪)28

第 76 回
469頁)

31～8.2

第23回結晶工学スクール(2017年)(名大)31～8.4

第 6 回対称性・群論トレーニングコース(つくば)

国際工業炉・関レアメタル研究会(東大生産研)(本号

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan

7.5

6.19
定員
40名

定員
45名

FAX 0333682827
crsjxray＠bunken.co.jp
http://www.crsj.jp/

色材協会関東支部 TEL 033443
2811
adminr＠jscm.or.jp
http://www.shikizai.org/
平成年度日本金属学会・日本鉄鋼協会両北海道 日本鉄鋼協会
TEL 0143220394
支部合同サマーセッション(室蘭工大)(号 日本金属学会・垣 hajime_kakihara＠jsw.co.jp頁)
原(日本製鋼所)―第 7 回

締切

定員
100名
講演申込
6.8

TEL 0338151161
ysm.hng1130033＠jcorr.or.jp

日本工業炉協会

TEL 0358254073
jwsinfo＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926
ジー学会
http://www.tribology.jp
日本材料学会TEL 0757615321
jimu＠jsms.jp
腐食防食学会TEL 0338151161
ysm.hng1130033＠jcorr.or.jp
http://www.jcorr.or.jp/sonota/73gijutsu.
html
日本塗装技術協会 TEL 036228
1711
tosoujimukyoku＠jcot.gr.jp
http://jcot.gr.jp
レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
応用物理学会TEL 0358020863 divisions＠jsap.or.jp
http://annex.jsap.or.jp/kessho/index.html
高エネルギー加速 http://pfwww.kek.jp/trainingcourse/index.
器研究機構・物質 html
構造科学研究所他

定員
50名
定員
100名

7.14
定員
70名

定員
50名

7.14
講演
3.10

7.10
定員
35名




開催日
月
4

名称・開催地・掲載号

主催・担当

問合先

締切

第322回塑性加工シンポジウム「マルチマテリア
ル化を支える接合技術」(刈谷市)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

4～6

第20回 XAFS 討論会(姫路)～

第回グリーンエネルギー材料のマルチスケール
創製研究会(種子島)(本号頁)

7～8

第65回 CVD 研究会(津)日本 XAFS 研究会 TEL 079158
0833(3927)
tamenori＠spring8.or.jp
研究会 No. 71
TEL 0227957325
nobuaki.sekido.b7＠tohoku.ac.jp
CVD 研究会
TEL 0753832643
cvd＠cheme.kyotou.ac.jp
http://cvd.jpn.org/future/

7～8

第 28 回新構造・機能制御と傾斜機能材料シンポ
ジウム(FGMs2017)(名工大)17～192017 年真空・表面科学合同講演会 第 37 回表面科学学術講演会・第 58 回真空に関する連合講演会(横浜市大)～金属第回 鉄鋼第回 中国四国支部講演大会(高知工科大)(号頁)

中国四国支部・新 nitta.noriko＠kochitech.ac.jp
田(高知工科大)22～23

第31回初心者のための疲労設計講習会(東京)

日本材料学会24～25

第81回半導体・集積回路技術シンポジウム(東京
理科大)

24～25

第 9 回役に立つ真空技術入門講座(大阪電気通信
大)25

第225回塑性加工技術セミナー「伸線(引抜き)加工の基礎技術」―伸線・引抜き・矯正・潤滑―(東海大)

27～9.1

The 15th International Conference on Advanced 日本 MRS
Materials (IUMRSICAM2017)(京大)

28

第389回講習会「感性指向の製品開発―ユーザ嗜好のトリセツ―」(東京理科大)

精密工学会

28～30

日本実験力学会2017年度年次講演会(東工大他)

日本実験力学会29

2017年度茨城講演会(茨城大学)

29～31

平成29年度工学教育研究講演会(東京都市大)29～9.1

第57回真空夏季大学(裾野)

日本真空学会30～31

第47回初心者のための有限要素法講習会(演習付き)(京都)

日本材料学会30～31

2017年度 JCOM 若手シンポジウム(岡山)日本材料学会30～9.1

第 152 回塑性加工学講座「有限要素法入門セミナー」(名大)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

2017電気化学セミナー 3「初心者のための電気化学測定法
実習編」(東京農工大)

電気化学会

4～5

SPring 8 シンポジウム 2017
SPring8 の将来(広島大)SPring8
ユーザー協同体(SPRUC)他

5～6

第33回分析電子顕微鏡討論会(幕張メッセ)日本顕微鏡学会

TEL 0774383057/0774383055
bunseki33＠eels.kuicr.kyotou.ac.jp
http://eels.kuicr.kyotou.ac.jp/
bunseki2017/

事前参加
8.29

6～7

第39回安全工学セミナー物質危険性講座(東京)

安全工学会

～

日本金属学会秋期講演大会(北海道大学)(札幌)
(本号
頁)

日本金属学会TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
annualm＠jim.or.jp
TEL 0222233685 FAX 0222236312

定員
30名
講演
6.22
事前参加
8.7

7～8

第 8 回「塗装入門講座」(東京)

日本塗装技術協会 TEL 036228
1711
tosoujimukyoku＠jcot.gr.jp
http://jcot.gr.jp/

月
4～5



高性能化で目指す

定員
100名

7.12
7.24

傾斜機能材料研究 TEL 0527355293会
fgms_sato＠labml.web.nitech.ac.jp
http://www.fgms.net/
日本表面科学会， taikai17＠sssj.org
日本真空学会
http://www.sssj.org
講演.

TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp
電気化学会・電子 TEL 033234
4213
材料委員会
semicon＠electrochem.jp
http://semicon.electrochem.jp/

定員
60名
事前参加
8.14

日本真空学会関西 TEL 079
2674922
支部
shinkukansai＠prec.eng.osakau.ac.jp
http://www.vacuumjp.org/event/20170824
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

定員
100名

TEL 0452638538
meeting＠iumrsicam2017.org
http://www.iumrsicam2017.org/
TEL 0352265191
http://www.jspe.or.jp/

TEL 0253689310
officejsem＠clg.niigatau.ac.jp
日本機械学会関東 TEL 029438
5278
支部
ibakouen＠ml.ibaraki.ac.jp
日 本 工 学 教 育 協 TEL 035442
1021
会・川上
kawakami＠jsee.or.jp
https://www.jsee.or.jp/

定員
200名

定員
60名

5.8

TEL 0334314395
ofcvsj＠vacuumjp.org
http://www.vacuumjp.org/
TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/

7.28

TEL 0757615321
JCOM2017wakate＠jsms.jp
http://compo.jsms.jp/

定員40名

TEL 0332344213
ecsj＠electrochem.jp
http://electrochem.jp/promotion/index.
html
TEL 0791582785
sp8sympo2017＠spring8.or.jp
http://www.spring8.or.jp/ja/science/meetings/2017/sp8sympo2017/

7.14

定員
27名

8.21
定員
45名

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催・担当

問合先

締切



日本金属学会・日本鉄鋼協会男女共同参画委員会
周年記念シンポジウム「企業・大学での女性活用とダイバーシティ推進を考える」(北大)(本号
頁)

ISIJ / JIM 男女共 TEL 0222233685
同参画委員会
gaffair＠jim.or.jp

事前
8.21




関東支部講習会「金属材料強度試験法―より信頼されるデータとは―」(東工大)(号頁)

9.1

12～14

第226回塑性加工技術セミナー「はじめての塑性
力学(準備編・基礎編・応用編)」(芝浦工大)

関 東 支 部 ・ 多 賀 TEL 03
57343136(東工大)
jimkanto＠mtl.titech.ac.jp
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

15

第 77 回

頁)

16～18

第30回計算力学講演会(近畿大)


～


高温変形の組織ダイナミクス研究会「平成年度
夏の学校」(蒲郡)(号頁)

19～21

日本セラミックス協会第 30 回秋季シンポジウム
(神戸大)

20～21

第 8 回社会人のための表面科学ベーシック講座(東京理科大)

26～30
28～30

資源・素材EARTH 2017(札幌)日本セラミックス TEL 033362
5232 fall30＠cersj.org
協会・山口
http://www.ceramic.or.jp/igsyuki/30th/
日本表面科学会
TEL 0338120266 shomu＠sssj.org
http://www.sssj.org
資源・素材学会
info＠mmij.or.jp

第53回熱測定討論会(徳島大)

日本熱測定学会

金属・無機・有機材料の結晶方位解析と応用技術研究会(下呂)(号頁)

研 究 会 No. 79 ・ TEL 0722549316 FAX 0722549912
井上(大阪府立大) inoue＠mtr.osakafuu.ac.jp
日本材料学会TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/

月
～

レアメタル研究会(東大生産研)(本号

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
日本機械学会
cmdconf17＠jsme.or.jp
http://www.jsme.or.jp
研 究 会 No. 76 ・ TEL/FAX 0172
393643
峯田(弘前大)mineta＠hirosakiu.ac.jp

定員
90名

発表
7.21
参加
8.10

9.14

TEL 0358217120
netsu＠mbd.nifty.com
http://www.cats201753netsu.com/

6.30

10～11

第 6 回フラクトグラフィ講習会(京都)10～14

第 3 回材料 WEEK(京都)11～13

1st International Conference on Energy and 日本鉄鋼協会
Material Efficiency and CO2 Reduction in the
Steel Industry (EMECR2017)(神戸)12

第 1 回 EBSD 法による損傷評価講習会 (京都)

日本材料学会12～13

第30回初心者のための疲労設計講習会(京都)

日本材料学会13

第 15 回 機械・構造物の強度設計，安全性評価に関するシンポジウム(京都)日本材料学会

13～14
17～18

第12回材料の衝撃問題シンポジウム(京都)日本材料学会

第64回表面科学基礎講座(阪大)日本表面科学会

10.11

18～19

第45回日本ガスタービン学会定期講演会(松山)18～19

第39回安全工学セミナー危険現象講座(東京)

定員
30名

18～20

ADMETA Plus 2017(Advanced Metallization
Conference 2017: 27th Asian Session)(東大)
第 38 回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム(多賀城)TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
応用物理学会TEL 0368015685
jimukyoku＠admeta.org
超音波エレクトロ TEL 045
9245598 onodera＠iuse.or.jp
ニクス協会
http://www.usejp.org/

25～27
26～27

講習会「もう一度学ぶ機械材料学」―機械・製造技術者のための基礎講座―(東京)26～27

第53回 X 線分析討論会(徳島大)

月
1～4

日本材料学会TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp
FAX 0757615325 design15＠jsms.jp/
http://www.jsms.jp/

ymda＠nda.ac.jp http://www.jsms.jp
TEL 0338120266 shomu＠sssj.org
http://www.sssj.org
日本ガスタービン TEL 033365
0095 gtsjoffice＠gtsj.org
学会
http://www.gtsj.org/

安全工学会

TEL 0353603506 araki＠jsme.or.jp
http://www.jsme.or.jp/
日 本 分 析 化 学 会 TEL 088
6567263
X 線 分 析 研 究 懇 takashiyamamoto.ias＠tokushimau.ac.jp
談会
http://web.ias.tokushimau.ac.jp/xbun53/

8.25
定員
40名
講演
7.3

講演
7.24

日本機械学会

The 12th International Symposium on Advanced 日本実験力学会
Science and Technology in Experimental
Mechanics (12th ISEM '17Kanazawa)

2～6

第53回熱測定討論会と 8th International and 10th
JapanChina Joint Symposium on Calorimetry(CATS
2017)(福岡大)

日本熱測定学会

4～5

軽金属学会第133回秋期大会(宇都宮大)

軽金属学会

5 ～10

第 18 回核融合炉材料国際会議( ICFRM 18 )(青
森)

5 ～10

TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
emecr2017＠issjp.com

TEL 0253689310
officejsem＠clg.niigatau.ac.jp
www.jsem.jp
TEL 0358217120
netsu＠mbd.nifty.com
http://www.cats201753netsu.com/
TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/

事前参加
10.13

予約
10.5

第 18 回 核 融 合 炉 secretariat＠icfrm
18.com材料国際会議http://www.icfrm18.com/contacts.html
第18回材料集合組織国際会議 18th Internation- ICOTOM 18 ・ 井 TEL 072
アブストラクト
2549316
al Conference on Textures of Materials (ICOT- 上(大阪府立大)inoue＠mtr.osakafuu.ac.jp
2016.11.15
OM 18) (St George, Utah, USA)
http://event.registerat.com/site/icotom2017

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan




開催日

名称・開催地・掲載号

7～9

第38回日本熱物性シンポジウム(つくば)8 ～10

第58回高圧討論会(名大)8 ～10

第36回電子材料シンポジウム(EMS36)(長浜)10

第 20 回ミレニアム・サイエンスフォーラム(東
京)

10～11
12～16

第68回塑性加工連合講演会(福井)14～16日本磁気科学会

15～16

第 39 回安全工学セミナープラント安全講座(東京)17 or 24

第 78 回
470頁)

20～24

Plasma Conference 2017(姫路)

月
3～8

主催・担当

問合先

TEL 0357342435 jstp＠op.titech.ac.jp
http://jstp2017.org/index.html
日本高圧力学会
TEL 07056587626
touronkai58＠highpressure.jp
http://www.highpressure.jp/new/58forum/
電子材料シンポジ TEL 035841
7131
ウム運営・実行委 deura＠dpe.mm.t.u－tokyo.ac.jp
員会
http://ems.jpn.org/

日本熱物性学会

第 11 回亜鉛および亜鉛合金めっき表面処理鋼板 GALVATECH2017・ TEL 035657
0777
に関する国際学会(Galvatech2017)
事務局
galvatech2017＠jtbcom.co.jp
http://www.galvatech2017.jp/
11th International Conference on Zinc and ZincAlloy Coated Steel Sheet (Galvatech2017)（東京）
第12回年会(京大)

レアメタル研究会(東大生産研)(本号

TEL 0757534723
MSSJ2017kyoto＠gmail.com
http://www.device.energy.kyoto-u.ac.jp/
mssj12/index.html
安全工学会
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
応用物理学会他
TEL 0527353185
mnhrmt＠meijou.ac.jp
日本磁気科学会

日本学術振興会マ alc17＠jsps141.surf.nuqe.nagoyau.ac.jpイクロビームアナ http://alc.surf.nuqe.nagoyau.ac.jp/alc17/
リシス第 141 委員会

5～6

溶接構造シンポジウム 2017 「超スマート社会を支える基盤溶接技術」(阪大)溶接学会溶接構造 TEL 072
2549345
研究委員会
http://www.jwri.osakau.ac.jp/ ã conf/
wmd2017/

5～7

第43回固体イオニクス討論会(天童)6～8

第44回炭素材料学会年会(桐生)7～9

第 55 回高温強度シンポジウム・第 18 回破壊力学
シンポジウム(熊本)日本固体イオニク TEL 022
7956976
ス学会
http://ceram.material.tohoku.ac.jp/ssij43/
ssij43org＠ceram.material.tohoku.ac.jp
炭素材料学会
FAX 0333682827
tansodesk＠bunken.co.jp
日本材料学会TEL 0757615321
http://www.jsms.jp/

11～12

第 14 回ノートパソコンで出来る原子レベルのシ
ミュレーション入門講習会～分子動力学計算と電子状態計算～(大阪)日本材料学会TEL 0757615321
http://www.jsms.jp

14

第 4 回 初心者にもわかる信頼性工学入門セミ
ナー(大阪)

日本材料学会

http://sinrai.jsms.jp/

15～16

第30回記念信頼性シンポジウム安心・安全を支える信頼性工学の新展開(大阪)日本材料学会RESYMPO2017＠jsms.jp
http://sinrai.jsms.jp/


年月
第 79 回
12470頁)

レアメタル研究会(東大生産研)(本号

第 39 回安全工学セミナー安全マネジメント講座
(東京)


年月
第 80 回
9
470頁)


～


レアメタル研究会(東大生産研)(本号

千葉工業大学新習志野キャンパス(本年11号会告
予定)

定員
30名

事前参加
11.10
講演
8.21
講演
9.1

jimu＠jsms.jp

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
安全工学会
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp

定員30名

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
日本金属学会TEL 0222233685
annualm＠jim.or.jp


年月
9 ～12
The 6th International Conferenceon the Charac- 紛体工学会
terization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials (ICCCI2018)(倉敷)



事前参加
8.1
講演
7.3

ミレニアム・サイ TEL 036732
8966
エンス・フォーラ msf＠oxinst.com
ム
http://www.msforum.jp/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

第 11 回新物質及び新デバイスのための原子レベ
ルキャラクタリゼーションに関する国際シンポジ
ウム(ハワイ)

15～16

締切

TEL 0453393959
http://ceramics.ynu.ac.jp/iccci2018/
iccci2018＠ml.ynu.ac.jp

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催・担当


年月
5～8
15TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON
FUNCTIONALLY GRADED MATERIALS―Structural Sector Approaches for New Functionalities and Durability―(北九州)

年月

～

日本金属学会秋期講演大会(東北大学川内キャン
パス)

問合先

締切

傾斜機能材料研究 TEL 0527355293会
fgms_2018＠fjast.or.jp
http://www.fgms.net/isfgms2018

abstract2018.1.20

annualm＠jim.or.jp
TEL 0222233685 FAX 0222236312

日本金属学会事務局からのお知らせ今秋開催の講演大会および懇親会の事前参加申し込みの締切りは，8 月 7 日です．以降の受付は，当日申込となります．また今回の懇親会は，キリンビール園本館(中島公園店)での開催となります．北海道の雰囲気を味わいながら，楽しいひと時を過ごしましょう．学生さんをはじめ多くの皆様のご参加をお待ちしております．
秋期講演大会期間中に，科研費や本会創立 80周年記念等の特別企画シンポジウムを開催する予定です(本号464頁)．皆様のご聴講をお待ちしております．
男女共同参画委員会では，講演大会の翌日，9 月 9 日(土)午前中に，同北大にて『男女共同参画委
員会

10周年シンポジウム』を開催いたします(本号464頁)．講師に北海道大学様，JFE スチー

株 様，カルビー
株 様をお招きして，それぞれの男女共同参画への取り組みについてお話しをしてル

いただきます．入場は無料です．是非，次の日のご参加もお待ちしております．

2017, 2018年度会報編集委員会
委員
長
副 委 員 長
委
員

山本剛久
大塚
誠
赤瀬善太郎
上田恭介
木口賢紀
佐々木秀顕
芹澤
愛
田中康弘
寺西
亮
仲村龍介
水本将之
諸岡
聡
李
海文

足立
望
梅津理恵
北村一浩
佐藤紘一
高木成幸
田辺栄司
寺本武司
野山義裕
宮崎秀俊
山中謙太
和田
武

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日
発行所

安達正芳
榎木勝徳
高坂典晃
佐藤幸生
竹田
修
趙
研
土井康太郎
萩沢武仁
宮澤知孝
横田智之

2017年 7 月 1 日

公益社団法人日本金属学会〒9808544 仙台市青葉区一番町一丁目1432
TEL 0222233685 FAX 0222236312

ま て り あ 第56巻 第 7 号(2017)
Materia Japan発
印
発(五十音順，敬称略）

池尾直子
大野直子
近藤亮太
下島康嗣
武田雅敏
佃
諭志
永井
崇
長谷川誠
森田敏之
横山賢一

池田賢一
大森俊洋
齊藤敬高
杉浦夏子
田中智仁
堤
祐介
長岡
亨
春本高志
盛田元彰
吉矢真人

石本卓也
小幡亜希子
榊
浩司
杉田一樹
田中秀明
寺井智之
中川鉄水
本間智之
森戸春彦
吉年規治

定価(本体,円＋税)送料円
年間機関購読料金,円(税・送料込)
行 人 山村英明
刷 所 小宮山印刷工業株式会社
売 所 丸善雄松堂株式会社〒1050022 東京都港区海岸 1918



日本金属学会誌投稿の手引き
日本金属学会誌への投稿は，次の要件を満たさなければならない．
(1) 和文であり，未掲載および他のジャーナルに投稿中でないことかつオリジナリティがあること(日本金属学会誌審査及び査読規程に定める範囲において，重複を認める場合がある)．
(2) 金属とその関連材料の学術および科学技術の発展に寄与するものであること．
(3) 投稿規程に合致するものであること．
(4) 別に定める執筆要領に準拠して作成された原稿であること．
(5) 論文の著作権を本会に帰属することに同意すること．
(6) 掲載が決定した場合は，この規程に定める投稿・掲載料を支払うこと．
(7) 研究不正行為および研究不適切行為をしないことならびに研究不正行為をした場合は本会の定めるところにより処分
を，研究不適切行為をした場合は本会の定めるところにより措置を受けることに同意すること．
(8) 投稿原稿を作成する基となった生データ，実験・観察・研究ノート，実験試料・試薬等の研究成果の事後の検証を可能とするものを論文掲載後 5 年間保存することに同意すること．
.




















日本金属学会誌に投稿可能な論文
学術論文(頁以内)
金属及びその関連材料の理論，実験並びに技術などに関する学術上の成果を報告し，考察した原著論文で，科学・技術的に質の高い，新規な興味ある内容(結果，理論，手法等)が十分含まれている論文．
た だ し ， Materials Transactions に Web 掲 載 後 1 年 以
内であれば投稿ができる．その事を脚注に明記する．また， MaterialsTransactions 掲載論文と異なる部分がある場合は，その事を脚注に明記する．
なお，著者が迅速掲載を希望し，追加費用を負担する場
合は，査読期間短縮を含め迅速掲載のための処理を行う．
レビュー(頁以内)
各専門分野の研究開発の背景や最近の状況および今後の展望等について，重要な文献を引用して，各専門分野の専門家のみならず他分野の専門家や学生等も対象に，その概要を公正にかつわかりやすく解説する論文．
Materials Transactions に Web 掲 載 後 1 年 以 内 で あ れ
ば投稿ができる．その事を脚注に明記する．また，Materials Transactions 掲載論文と異なる部分がある場
合は，その事を脚注に明記する．
オーバービュー(頁以内)
単なる一般的な review ではなく，執筆者独自の考えに立って review し，取り上げた問題点の中において自説の位置付けを明確にした論文．ただし，事前に「タイトル」「氏名」「要旨」を編集委員会に提出し，了承を得た
後 ， 投 稿 す る 方 式 と す る ． Materials Transactions に
Web 掲載後 1 年以内であれば投稿ができる．その事を脚注に明記する．また， Materials Transactions 掲載論文と異なる部分がある場合は，その事を脚注に明記する．
技術論文(頁以内)
金属及びその関連材料の実験技術，製造技術，設備技
術，利用技術など，技術上の成果，基準，標準化，デー
タベースなど，及び関連する事柄の調査，試験結果を報告 し た 原 著 論 文 ． た だ し ， Materials Transactions に
Web 掲載後 1 年以内であれば投稿ができる．その事を脚注に明記する．また， Materials Transactions 掲載論文と異なる部分がある場合は，その事を脚注に明記する．
ラピッドパブリケーション(頁以内)
特に速報する価値のある短い論文．すなわち，新規性のある顕著な研究成果，技術開発に関する新知見，新アイ
ディア，提案等．
エクスプレスラピッドパブリケーション(頁以内)
ラピッドパブリケーションより緊急性が高く，迅速な発表のための特別な処理を必要とする論文．他の発表論文より迅速掲載のため，より緻密性と完成度が求められる．迅速掲載のための費用を負担しなければならない．







.

オピニオン(頁以内)
日本金属学会誌に掲載された論文に対する意見，討論またはそれに対する著者からの回答とする．科学・技術的な発展に貢献できる内容であること．
その他理事会で決議した分類
投稿の方法
Web 上で登録を済ませてから，自動返信メールに記載の指示に従って原稿を提出する．

.

原稿
執筆要領に従って原稿を作成し，指定のファイル形式に変換したものもしくはハードコピーを提出する．
3.1 記載内容
 題目・著者名・研究機関，◯
 英文概要・ Keywords，◯
◯ 謝辞，◯
 文献，◯
 Appendix ，◯
 ．表・図説明一
本文，◯
 その後に各別紙の表・図を添付する．
覧，◯
3.2 単位
SI 単位を使用する.
3.3 引用文献・脚注
通し番号で1,2)，あるいは36)のように表し，本文の末尾に一括記載する．著者名，誌名はすべて英語表記する(特に決まっていないものはローマ字表記する)．

.

審査
投稿された論文は会誌編集委員会の独自の審査を経て会誌に掲載される．編集委員会から原稿の修正を求められ，あるいは返却されることがある．

.

校正
初校は著者の責任で行う．著者校正は原則として 1 回とし，誤植の修正に限る．

. 投稿者負担金
6.1 投稿・掲載費用は，無料とする．(別刷の寄贈はありま
せん．）
6.2 カラー図掲載を希望する場合は実費を負担する．(刷上
り 1 頁当り35,000円)※オンラインジャーナルと冊子は，同じ色の図が掲載される(オンラインジャーナルのみカラー表示はしない)．
6.3 学術論文の迅速掲載費用1 万円
6.4 エクスプレスラピッドパブリケーション費用 3 頁以内一律 2 万円(投稿・掲載費用は無料)
6.5 別刷購入希望の場合は，別途費用を負担する
公益社団法人日本金属学会
会誌編集委員会

本 会 記 事

平成29年 7 月 1 日発行「まてりあ」