日本金属学会会報

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58

入門
講座

Vol.58 No.9 ISSN 1340-2625

金属素描

ミニ特集「SIP-MI プロジェクト」

放射光による工業材料評価〜3．放射光によるX線分光〜

秋期講演大会プログラム（別冊付録）

MTERE2 58（9）487〜540（2019）https://jim.or.jp/

2019年 9 月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

2019

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

O1https://www.jim.or.jp/journal/m/

2019
Vol.58
No.9◎会告原稿締切毎月 1 日(翌月号(1 日発行)掲載です．）

金属素描

No. 5

クロム(Chromium)

榎木勝徳 ……………………………………………………………487

ミニ特集「SIPMI プロジェクト」
企画にあたって出村雅彦 ……………………………………………………………………………488

SIPMI プロジェクト，これまでとこれから

出村雅彦

小関敏彦 ……………………489

SIPMI プロジェクトにおける組織予測システムの開発
小山敏幸

大野宗一

山中晃徳

糟谷

正

塚本

進………………………………………………494

SIPMI プロジェクトにおける性能予測システムの開発

榎

学 …………………498

SIPMI プロジェクトにおける特性空間分析システムの開発
井上純哉

岡田真人

長尾大道

横田秀夫

足立吉隆………………………………………………503

SIPMI プロジェクトにおける統合システムの開発
源
入門講座

聡

門平卓也

伊藤海太

渡邊

放射光による工業材料評価～3.

誠……………………………………………………………511

放射光による X 線分光～廣沢一郎 ………………515

国内の放射光施設で幅広く行われている XAFS の測定法と試料調製法，及び普及が予想される HAXPES の特
徴を紹介．

トピックス

電磁振動プロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の創製

はばたく

In situ TEM に魅せられて談話室

Diversity for us～社内の女性活躍推進リーダー，三児の母として～
高橋

近藤

李

明軍 …520

隼 ……………………………………………………………522

円……………………………………………………………………………………………………523

梅津理恵先生，猿橋賞受賞おめでとうございます
本会記事

田村卓也

松岡由貴 ………………………524

会告 ………………………………………………525

新入会員 …………………………………………534

支部行事 …………………………………………528

行事カレンダー …………………………………536

掲示板 ……………………………………………529

次号予告 …………………………………………539

会誌・欧文誌 9 号目次 …………………………531

金属学会シンポジウム開催案内 ………………540

書評 ………………………………………………533
まてりあ・会誌・欧文誌の投稿規定・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．
https://jim.or.jp/
今月の表紙写真

DP 鋼組織の 3 次元組織再構成と組織抽出(井上純哉，岡田真人，長尾大道，横田秀夫，足立吉隆

509頁

図10)

表紙デザイン北野玲

複写をご希望の方へ

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6
41 乃木坂ビル 3F FAX 03
3475
5619 E
mailinfo＠jaacc.jp http://www.jaacc.jp/
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No. 5クロム(Chromium)
東北大学

榎

木

勝

徳

元素名 chromium ，原子番号24，質量数52.00，電子配置[Ar]3d54s1，密度7.090 Mg･m－3(298 K)，結晶構造体心立方格子(～2180 K)，融点2180 K，沸点2944 K，地殻存在量135 mg･g－1．(1)【写真】(a)低炭素フ株)ェロクロム(約65 massCr)，(b)高純度金属クロム(純度99.5以上)(写真提供 JFE マテリアル

クロムの名前はギリシャ語の色を意味する ``chroma'' に由属する．フェライト系の代表合金としては，JIS 規格で SUS

来しており，クロムの化合物は美しい色を持つものが多い．

430がある．また耐食性や金属光沢を有する特徴から，クロ

例えば，塩化クロム( CrCl3 )赤紫，酸化クロム( Cr2O3 )

ム金属はメッキにも用いられる．メッキ浴には主に六価クロ

緑，二クロム酸カリウム( K2CrO4)赤，クロム酸カリウム

ムが用いられるが，六価クロムは毒性が極めて強く，メッキ(K2Cr2O7)黄のように多彩な色を示す．また宝石として知後の廃液処理が問題となる．そのため，現在では三価クロム

られるルビーの赤色，サファイアの青，エメラルドの緑も微のメッキ利用も進められている．

量に存在するクロムに由来する．

このようにクロムは工業的に広く応用されているが，金属

クロムはクロム元素を高濃度に含むクロマイト鉱石( Fe2

磁性に関する基礎研究の分野においても高い関心が寄せら

Cr2O4 )から採取される．この鉱石はアフリカ大陸の南部，

れ，数多くの研究結果が報告されている．金属クロムは T

北アメリカ，ロシアのウラル山脈南部，アルプス造山帯に分＝311.5 K 以下で反強磁性相が現れるが，アップスピンとダ布する．クロム資源の 90 以上は南アフリカとカザフスタ

ウンスピンが交互に配列した単純な反強磁性ではなく，磁気ンの二カ国に存在し偏在性が高い．日本国内においても，中モーメントの大きさが正弦波的に空間変調したスピン密度波

国山地東部(鳥取・岡山県境)や北海道日高地方に鉱床が存在と呼ばれる磁気構造をとる．また，この反強磁性は他の遷移するが， 1912 ～ 1993 年までは採掘も行われていたものの現金属や不純物を加えることで顕著な変化を示す．このような在は閉山しており，国内のクロムの供給はすべて輸入に頼っ特徴は，クロム中の電子が作るバンド構造の観点から説明すている(2)．

ることが可能であり，不純物の存在によりクロムの電子バン

クロムは鉄鋼・化学・耐火物の分野で工業的に用いられる

ドや価電子数が変化するため不純物効果が生じると理解されが，用途の 95 は鉄鋼の分野に利用される．金属クロムのている(3)．このように，クロムは金属磁性の理論模型の試金

表面は酸化被膜による不動態を形成し，耐腐食性が高い．ま石としても重要な役割を担っている元素である．

たクロム量を11～12以上含有する鉄クロム合金は高い腐文

食耐性を示し，大気中でのさびの発生が抑えられる．この材

献料は，さび/しみ( stain )のない(less )鋼としてステンレス(stainless)鋼と呼ばれ，現代で広く活躍している．ステンレ
ス鋼は金属組織別に分類され，オーステナイト系やマルテン
サイト系なども存在するが，鉄クロム系はフェライト系に( 1 ) 金属データブック改訂 4 版，日本金属学会，丸善(2004).
( 2 ) 平野英雄産総研 GSJ 地質ニュース 664(2009), 37
42.
( 3 ) 近角聡信ら磁性体ハンドブック 新装版，朝倉書店(2006).

次号

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

金属なんでもランキング No. 5

熱伝導率



企画にあたって出

本ミニ特集では，内閣府 SIP(戦略的イノベーション創造
プログラム)で研究開発が進められてきたマテリアルズイン
テグレーションについて，プロジェクトの責任者の方々に，成果や今後の取り組みをまとめていただいた．「まてりあ」
編集委員会から，大型のプロジェクトであり読者諸氏の関心も高いのではないかとミニ特集化についてご提案をいただ
き，プロジェクトのまとまった報告をする機会をいただくことができた．ここに深く感謝するとともに，本企画がそれに応えるものとなっていればと願う次第である．
さて，当該プロジェクトについて述べることは屋上屋を重ねることになるので，ここでは，違った視点で 2 つほど，
このミニ特集をより味わっていただけることを願って，サイドストーリーを提供したい．
一つ目は，マテリアルズインテグレーションという用語についてである．その意味するところや狙いについては，小関敏彦先生と筆者が担当した「SIPMI プロジェクト，これまでとこれから」に述べられているところであるが，「MI」と略した時になかなかに混乱を生じさせる状況にある．MI というと，マテリアルズ・インフォマティクスを思い浮かべる読者も多いと思う．筆者も，よく，インフォマティクスとは違うのですかと聞かれることがある．もちろん，違う言葉なので違う概念を表す訳であるが，データ科学の最近の発展を材料開発に取り込んでいくという文脈でいうと志は同じであり，違いを強調してもあまり益がないというのがこれまでの筆者の経験である．あえて分類してみると，物質の探索に変革をもたらすマテリアルズ・インフォマティクスと，材料の実用化を加速するマテリアルズインテグレーションと言えるかもしれない．材料の実用化を加速する際には，プロセスと，これによって様々に変化する材料組織，そして，実際に材料が使用される環境での性能が重要となる．そのため，マテリアルズインテグレーションは材料組織と性能にこだわってプロジェクトが構成されており，それぞれ，小山敏幸先生，榎学先生を筆頭著者として，「組織予測システムの開発」，「性能予測システムの開発」に詳しく説明されている通りである．加えて，様々な手法やデータを自在に活用していくことが必要となるため，専用の統合システムを構築してきた訳であるが，システム的アプローチという特徴については
源聡博士らによる「統合システムの開発」に詳しい．一方で，井上純哉先生らによる「特性空間分析システムの開発」で述べられているように，データ科学を積極的に活用していく点も特徴になっており，ここは，まさにマテリアルズ・インフォマティクスと相通ずる点であろう．総じて言えば，どちらの MI もデジタル化で材料研究を大きく変えるものといえ，
仲良く MI と略することができるとご理解いただければ幸い

村

雅

彦

である．MI という新しい流れについては読者各位も様々な思いを持たれていることと想像するが，材料の専門家にとってデジタル化というのは何を意味するのか，本ミニ特集が何がしかの気づきをご提供できたらと願う次第である．
もう一点は，産学官の連携についてである．読者諸氏も日常的に感じられているのではないかと思うが，昨今，企業と大学，国研の間の共同研究が強く求められており，本プロジ
ェクトも例外ではない．そもそも SIP という仕組みの中に
産学官連携の促進が謳われており，プロジェクトの組成，運営においても，かなり強く意識されてきたと言えるだろう．
ただ，産学官連携そのものは日本が置かれている様々な研究
環境から考えて必然的な流れと言えなくもなく，本プロジェ
クトのみが有する特徴というわけではない．新しい挑戦があったとすると，それは，基盤を構築するタイプの研究開発に複数の企業が参画しているという点ではないかと考える．そのために，必然的に同業種の企業群で構成される，いわば水平型のオープンイノベーションに挑戦することになった訳であるが，この点が本プロジェクトの特徴と言えるかもしれない．ご想像の通り，水平連携はそう簡単ではなく，一にも二にも，高い志と丁寧なコミュニケーションが欠かせない．その意味では，第 1 期の研究開発ではメンバーに恵まれ，当初の想定以上に産学官連携が上手く運び，本稿で解説されているような様々な成果にたどり着いたと理解している．第 2期では企業メンバーも増え，開発した基盤を社会実装していく段階に入った．ここでは，開発してきたシステムやツール群を我が国の共通基盤として利活用できる仕組みづくりが焦眉の急であり，これから「熱心な」議論が交わされることになるだろう．マテリアルズインテグレーションが社会の役に立つものとなるよう，関係各位のさらなる共同作業が期待される．
本企画にあたり，編集委員の榎木勝徳先生には，大変にお世話になりましたこと，この場を借りて厚く御礼申し上げます．また，お忙しい中，執筆をお引き受け下さった先生方に改めて感謝する次第です．
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

出村雅彦

1995年 東京大学大学院工学研究科修士課程修了
同年 科学技術庁金属材料技術研究所研究員(現 物質・材料研究機構)
2003年 博士(工学)，東京大学
2014年 内閣府総合科学技術・イノベーション会議出向2015年 東京大学先端科学技術研究センター特任教授
2017年より現職
専門分野マテリアルズインテグレーション，材料データ科学，構造材料，金属間化合物◎システム的アプローチとデータ科学を材料研究に活用する試みを進めています．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

国立研究開発法人 物質・材料研究機構 統合型材料開発・情報基盤部門(MaDIS)副部門長(〒3050044 つくば市並木 11)
Preface to Special Issue on SIP Materials Integration Project; Masahiko Demura(National Institute for Materials Science, Tsukuba)
Keywords: materials integration, structural materials, system approach, data scientiˆc approach
2019年 7 月 9 日受理[doi:10.2320/materia.58.488]

ミ ニ 特 集SIPMI プロジェクト，
これまでとこれから
出

村

雅

彦 小

関

敏

彦


る研究開発のねらいについて概観する．さらに，国際的な状

.

は じ

め

に

況を俯瞰した上で，開発するシステムを産学官の連携のためのプラットフォームとする考え方を提案する．

社会課題の解決に果たす材料の役割はますます大きくなっている．例えば，エネルギー・環境分野では，輸送機器や発.

マテリアルズインテグレーション(MI)の考え方

電機器のエネルギー効率の向上， CO2 排出量の低減のために，軽く，強く，熱に耐える革新的な構造材料が求められ，材料の研究開発は，プロセス，組織(構造)，特性，性能と要求される性能は年々，高度になっている．厳しい環境で長いう 4 要素の連関をつけることで行われてきた．マテリア

時間使用される構造材料は，信頼性を担保するための実験検

ルズインテグレーションは，実験，計算，理論，データ科学証が必要で，開発は長期に渡る．ミクロ組織という非平衡状を融合し，計算機上で材料の 4 要素の連関をつけ，プロセ態を制御することの難しさも，研究開発が長期化する背景にスから性能までを一気通貫に予測することで，材料開発を加あるだろう．社会からの要請にいち早く応えるためには，研速するという考え方である．インテグレーションという言葉

究開発手法の刷新が求められている．特に，計算機の能力のには，全てのメカニズムを理論的に解き明かすことができな

飛躍的な向上，材料研究における計算科学の充実と広がり，い中であっても，使えるものは全て使って工学的に役立つ手

さらに，最近のデータ科学の急速な発展を念頭に置くと，こ法を構築するという思いが込められていると，筆者は理解しれらサイバー空間の技術を取り込むことで，研究開発を加速ている．例えば，溶接部を含む耐熱部材のクリープ性能(寿していくことが期待される．

命や損傷箇所)を予測したいと考えてみよう．溶接というプ

このような認識のもと，材料開発をサイバーとフィジカル

ロセスには解明できていない点がまだまだあるものの，母材の融合で行う統合型材料開発システムが内閣府総合科学技が経験する熱履歴は現象論的モデルに基づく熱伝導解析によ術・イノベーション会議によって提案され，Society 5.0を支って計算することができる．そして，現象論モデルに含まれえるサブシステムとして取り上げられた(統合型材料開発シるパラメータは，温度計測や溶接部マクロ組織の観察によっ

ステムについては文献(1)(2)を参考のこと)．これに先立つ形て得られた実験データに対して合わせ込むことでより妥当なで，内閣府 SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)「革値を推定することができ，例えば，熱影響部のマクロ組織形

新的構造材料」においてマテリアルズインテグレーションと状の予測に必要なモデルの精度を確保することは十分に可能いうコンセプトが打ち立てられ，基盤となるシステムの開発である．同様に，クリープ現象についても，これまでに提案が組織的に行われてきた．さらに，第 2 期の SIP では，逆されているクリープ変形や損傷に関するモデルとデータベー

問題マテリアルズインテグレーションを中心テーマとしたスから同定したモデルパラメーターを使用することで，数値「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」が課題設

シミュレーションによって部材全体のクリープ損傷を計算で定され，材料開発手法の刷新を目指して事業が開始されていきる．これらを図に示すように組み合わせると，全体としる．

て，溶接条件から，熱影響部のマクロ組織形状の推定を経本稿では，マテリアルズインテグレーションの考え方をまて，部材のクリープ損傷を予測できることになる．溶接やクとめ，引き続いて，第 1 期 SIP の成果と第 2 期 SIP におけ

リープ損傷を模擬する数値シミュレーションに，データベー

国立研究開発法人 物質・材料研究機構 統合型材料開発・情報基盤部門(MaDIS)，副部門長(〒3050044 つくば市並木 1
1)
東京大学教授(現 京都先端科学大学教授)
SIPMaterials Integration Projects; Masahiko Demura, Toshihiko Koseki(Research & Services Division of Materials Data andIntegrated System (MaDIS), National Institute for Materials Science, Tsukuba. The University of Tokyo, Tokyo (Present: Kyoto
University of Advanced Science, Kyoto))
Keywords: materials integration, structural materials, integrated computational materials engineering, modules, workflow, data schema,systems approach, data science, inverse design
2019年 4 月23日受理[doi:10.2320/materia.58.489]

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan




.

第 1 期 SIP「革新的構造材料」における研究開発の概要

SIP「革新的構造材料」の研究開発項目としてマテリアル

ズインテグレーションが設定され， 2014 年度から 5 年間，取り組まれた(プログラムの詳細は，JST のホームページ(3)図1

溶接部を含む耐熱構造部材のクリープ損傷性能を予測するためのワークフロー．

を参考のこと)．図に本プロジェクトの概要をまとめた．
東京大学及び物質・材料研究機構(NIMS)を中心に14の産学官の機関が参画して行われてきた(4)．マテリアルズインテグ
レーションを具体的に実現するためには，様々な手法をモジスからモデルパラメータを抽出するためのデータ科学手法をュールとして計算機上で実装し，これらを自在につなぎ合わ

組み合わせるなど，様々な手法を自在に統合(インテグレー

せるための仕組みが必要という仮説のもと，材料開発専用のト)することで，プロセスから性能までを予測することがでシステムが開発されることになった．また，構造材料にとっきるようになる．これが，マテリアルズインテグレーションて組織が重要な要になることと，疲労やクリープ等の時間にの根幹にある考え方である．

依存する性能を重視する観点から，組織予測と性能予測が研マテリアルズインテグレーションの特徴はシステム的なア究開発テーマとして設定された．さらに，データ科学の活用

プローチと予測の実効性を上げるためのデータ科学活用にあを加え，以下の 4 つのテーマ構成・ユニット体制で開発をる．システム的なアプローチによって，対象とする材料開発行ってきた．すなわち，組織予測，性能予測，特性空間分析の中で，どの部分の基礎的な検討が急がれるのかという見通(データ科学活用)，統合システムである(図 2)．

しを持つことができる．これは，基礎研究を担当するセクタ開発を進めるにあたり，鉄鋼溶接部の疲労，クリープ，脆ー(大学・国研等)と材料の実用化を担当するセクター(企業)

性破壊，水素脆化が例題として設定され，さらに，これらのとの有機的な連携に役立つ．また，第 2 の特徴であるデー

成果がアルミニウム合金，チタン合金等に展開された．鉄鋼

タ科学の活用によって，貴重で高コストな実験から生まれるは様々な変態・析出を高度に組み合わせた組織制御によってデータを有効に，また，合理的に活用する道が開かれる．

性能が引き出されている点で，最も難しい対象であり，これが取り扱える枠組みであれば，広範囲の材料に展開できることが期待できる．また，溶接プロセスは様々な熱サイクル中

図2



第 1 期 SIP「革新的構造材料」におけるマテリアルズインテグレーションシステムの開発プロジェクトの概要．

ミ ニ 特 集の凝固，変態，組織形成を含むため，この問題を扱う枠組み

マテリアルズインテグレーションが活用されることであり，であれば金属材料における熱処理プロセス全般を扱うことがこれによって社会を変革する革新的な材料が次々と開発されできる．このように，汎用的に使用できることを念頭に置きるという将来像を目指すことになる．このような背景のもつつ，具体的な例題によって概念実証(proof of concept)すと，第 2 期 SIP において「統合型材料開発システムによるることが，第 1 期 SIP における開発の目標であった．

マテリアル革命」(以下，「マテリアル革命」という．）が課題

実質的に 4 年半の研究開発の成果として，統合システム

として設定された． 2018 年 11 月には研究開発課題および研が完成し，モジュールを自在に接続するための仕組みが整え

究責任者が採択され， 2022 年度末までの 5 年間の予定で研られた．組織予測や性能予測のためのモジュールが120個以究開発が開始された(5)．

上開発され，これらをつなぐワークフローも100以上が，統社会実装の鍵となるのが，逆問題への対応と先端構造材

合システム(通称 Mint システム)に実装されている．特性空料・プロセスへの展開である．まず，逆問題への対応につい

間分析においては，データ同化やモデル選択といった重要なて説明する．企業においては，社会(材料ユーザー)からの要

データ科学手法の開発が進み，その成果は Mint システムか請に応えて目標となる性能要求が設定され，これを達成できら利用できるライブラリーとして実装されている．また，鉄る新しい材料やプロセスを研究開発するという，まさしく逆鋼材料を中心として発刊された各種のデータシートを収集，問題に常に取り組んでいる．つまり，設定した性能目標か

デジタル化し，20000点以上のデータポイントを有するデー

ら，最適な材料・プロセスを導き出すための道具が求められ

タベースを構築した．これらの成果物を用いることで，プロていると言える．従って，マテリアルズインテグレーション

セスから性能を一貫予測できることが例題を通して示され，が企業の研究開発の現場で活用されていくためには，日々取

マテリアルズインテグレーションの概念実証という目標が達り組まれている逆問題に役立つことを実証していく必要があ成されたと言える．各テーマにおける成果については，本ミる．そのような認識に立って，逆問題マテリアルズインテグ

ニ特集に収録されている記事を参考にしてもらいたい．

レーションの開発が課題として設定された．
図に逆問題マテリアルズインテグレーションの開発コン

.

第 2 期 SIP「統合型材料開発システムによるマテ
リアル革命」における研究開発

セプトを示す．従来は実験で検証を行っていたために試行錯
誤の回数が制限され，そのために試行錯誤の範囲も限定的なものとならざるを得なかった．マテリアルズインテグレーシ

Mint システムが1.0として完成を迎え，マテリアルズイン

ョンを活用した新しい開発手法では，試行錯誤を実験から計テグレーションの概念実証が達成されたことを受け，社会実

算機上へと置き換え，試行錯誤のコストを大幅に低減する．

装に向けた研究開発というステージに進むことができるようその上で，さらに，データ科学を活用して，効率的かつ網羅になった．ここでいう社会実装とは企業の研究開発において的な試行錯誤によって，これまで見落としていたより最適な

図3

第 2 期 SIP における逆問題マテリアルズインテグレーションの考え方．

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan材料やプロセスをいち早く提案できるようになる．
社会実装する上でもう一つ重要な点は，適用できる材料・プロセスの拡大である． Mint システムそのものは汎用的に作られているが，実際に様々な材料・プロセスの問題を解いていくためには，その対象を取り扱うためのモジュール，ワークフローの開発が必要となる．適用していく対象としては，我が国が材料上の強みを持つものであって，かつ，材料
開発期間が長期化する傾向のある航空機や発電向けの先端的な構造材料及びプロセスを取り上げている．金属系では，航空機エンジンや発電向けタービンに使用される部材に粉末プ
ロセスの適用が始まりつつあることに注目し，耐熱金属材料の粉末プロセスに対応できる逆問題マテリアルズインテグレ

図4

材料の実問題に対応するための計算材料学的なアプローチの国際的な比較．

ーションを開発する．具体的には，三次元積層造形プロセス，粉末冶金・鍛造プロセス等である．第 1 期で開発した鉄鋼向けの数多くのモジュールを有効活用することで，十分な計算手法をモジュールとして取り扱った上で，それぞれをに，これらのプロセスに対応できるものと考えている．これ接続して複雑な材料問題に対応するという考え方に立っていに加え，我が国が強みを持つ炭素繊維強化プラスチック

る．類似の取り組みとして，米国ミシガン大学の(CFRP)についても，マテリアルズインテグレーション技術

PRISMS(7)，ドイツ・ルール大学ボーフムの ICAMS(8)，米を開発することになっている． CFRP では，量子化学計算

国 ベ ン チ ャ ー の QuesTeK(9) ， フ ィ ン ラ ン ド の 研 究 機 関から，高分子の相分離というメゾスケール計算，さらには，

VTT で 開 発 さ れ て い る ProperTune(10) な ど が あ る ．

繊維を含めた構造体の力学特性に関する予測技術などのシー

PRISMS や ICAMS は用意されている特定のつなぎ方に限ズ技術を活かして，分子レベルから構造体までをつないで，定され，自在な接続は企図されていない．そのため，それぞ

CFRP の開発に役立つ計算ツール群を構築していく．

れのモジュールの接続は手動である． QuesTek と Proper-

逆問題マテリアルズインテグレーションの開発における課

Tune は一般ユーザーの使用が想定されておらず，実際にど題を 4 つ指摘しておきたい(図 3)．まず，データ科学を適用のような仕組みで複数のモジュールの接続がなされているか

した逆問題事例の創出が重要となる．最適化したい材料・プは不明である．ただし，基本的に材料開発や材料課題の解決

ロセスの因子から目的とする性能までを予測するための順方を請け負うための自社内，組織内で使用するツールとして開向計算のワークフローをできるだけ早く通し，データ科学の発されていることから考えると，自動的な接続を実現するシ

様々な手法の適用を急ぐ必要がある．次に，精度が高く精緻ステムをコストをかけて開発する動機付けは乏しく，開発者

なモデル構築が重要となる．考慮していない因子は最適化のがその時の必要に応じて手動で接続しているものと推察され対象にはできないので，考えうる因子を可能な限り取り込ん

る ． こ の 他 に ， EU の コ ミ ュ ニ テ ィ ( EMMC,

EuropeanCouncil(11))を中心として，ファイル形

だモデリングが望まれる．さらに，最適化計算を自動化できMaterials Modeling

るように Mint システムを改良する必要がある．また，企業式を標準化してモジュール間のデータの受け渡しを容易にす

内部で独自にデータを活用できる仕組みも重要であり，あるるという発想の活動が行われている．実際には，対象とする

逆問題を解くときに必要な標準的なデータの記述の仕方を設

材料課題ごとに扱うデータの種類が変わるため一般化が難し計することで，企業内データの利活用が促進されると考えてく，なかなか標準化が進んでいない．これらモジュール同士いる．

を対等な関係で接続していく発想の他に，特定のソルバーを

なお，「マテリアル革命」全体の構成は，逆問題マテリア

中心において，これに対してサブルーチンを接続し，複雑なルズインテグレーションを開発する A 領域， CFRP に展開

材料課題に対応するという戦略もある．具体的には，有限要する B 領域，耐熱金属・セラミックスに展開する C 領域と素解析によるマクロな力学計算を中心に据え，ミクロ組織をなっている(6) ． A 領域は， NIMS と東京大学を中心に 28 の計算するメゾスケールのサブルーチンを組み込むことで，例

産学官の機関が連携して開発を行う．

えば，鍛造による材質予測を実現するような試みである．これは，特定の問題を解決する方法としては優れたアプローチ

.

世界の状況と Mint システムの位置付けであり，開発や計算の効率も良いと考えられる．ただし，中心とする計算手法によって解ける問題が限定されるため，汎サイバー空間で材料を開発していこうという動きは，世界用性が高いとは言い難い．このように俯瞰してみると，的にも活発である．実際の複雑な材料問題(実課題)に対応す

Mint システムは，自動で自在に接続できる仕組みを実現しるためにマルチスケール・マルチフィジックスにどう取り組ているという点で，世界的にみてユニークであると言える．

むかという観点を縦軸として，世界的な取り組みを整理した
ものが図である．SIP で開発した Mint システムは，様々

ミ ニ 特 集

社会実装に向けた開発が進められている．開発された Mint
システムは世界的に見ても大変ユニークなものであり，我が国の産学官連携のプラットフォームとして発展することが期待される．そのためには，SIP の枠を超えて，マテリアルズ
インテグレーションを活用する研究開発が進んでいくことが望まれる．本稿が，そのための一助となれば幸いである．
本研究は，内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦
図5

産学官連携のプラットフォームとしての将来像．

略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」
及び「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」(管理法人 JST )によって実施されました．ここに感謝申し上
げます．

.

将 来

展

望

マテリアルズインテグレーションは材料開発を加速させる道具であると同時に，産学官連携のプラットフォームとしても機能することが期待される．図に将来像を描いてみた．
イノベーションの実現にはニーズ駆動型の研究開発を産学官で行うことが重要と考えられるが，この研究開発の成果をモジュールやワークフローとして企業内で活用できるようにすることで，製品化に向けた開発が加速される．あるいは，シーズ駆動型の研究を実用化につなげる際にも， Mint システ
ムは役立つと考えられる．例えば，大学・国研で材料に関する新しい発見がなされた場合，この研究に基づくモジュール
を Mint システム上に実装することで，企業はいち早くその成果をサイバー空間上で応用研究の中に組み入れることができる．そして，これらの研究開発成果がモジュール，ワーク
フローとして蓄積されていくことで Mint システムで扱える
対象が拡大し，引き出せる答えの質が高まっていく．このよ
うに，個々の材料開発に役立てながら成果をサイバー上に集約していくことで我が国の材料の研究開発力を底上げする，
そういうプラットフォームとして，この Mint システムを位置づけることが可能である．そのためにも， Mint システム

文献( 1 ) 出村雅彦まてりあ，58(2019), 155.
( 2 ) 出村雅彦第70回白石記念講座，70(2018), 25
42.
( 3 ) http://www.jst.go.jp/sip/p05/index.html( 4 ) 小関敏彦溶接学会誌，86(2017), 1215.
( 5 ) https://www.jst.go.jp/pr/info/info1344/index.html( 6 ) http://www.jst.go.jp/sip/p05/index.html#cate2( 7 ) http://prismscenter.org/#/home( 8 ) http://www.icams.de/content/( 9 ) https://www.questek.com(10) https://www.vttresearch.com/services/smartindustry/ factory of the future ( 2 )/ vtt propertune for optimal material 
design(11) https://emmc.info★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
出村雅彦
1995年 東京大学大学院工学研究科修士課程修了
同年 科学技術庁金属材料技術研究所研究員(現 物質・材料研究機構）
2003年 博士(工学），東京大学
2014年 内閣府総合科学技術・イノベーション会議出向
2015年 東京大学先端科学技術研究センター特任教授
2017年より現職
専門分野マテリアルズインテグレーション，材料データ科学，構造材料，
金属間化合物◎システム的アプローチとデータ科学を材料研究に活用する試みを進めています．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

を活用するための体制や仕組みの議論が急がれる．

.

お わ

り

に

本稿では，SIP で提案され，開発が進められてきたマテリ
アルズイングレーションについて，現在地点を俯瞰した．第1 期 SIP において概念実証がなされ，第 2 期 SIP において

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

出村雅彦

小関敏彦




SIPMI プロジェクトにおける
組織予測システムの開発
小 山 敏 幸
大 野 宗 一 山 中 晃 徳

糟谷
正
 塚本
進
須であるとした．ただし，単純に PF シミュレーシ

.

は じ

め

に

ョンと CALPHAD 法を連携させると，計算量の急拡大が生じ，実用上計算不可能となるので，これを本稿では，SIPMI プロジェクト(1)において構築された，

回避する手法(6)をいくつか考案した(この部分の改鉄鋼材料における溶接部の組織形成シミュレーションシステ
ムについて紹介させていただきたい．特に今回，マテリアル

良は，現在も進展中である)．
(II)

組織形成については， PF 法を基本計算手法としてズインテグレーション(以後，MI と記す)の視点に立ってシシステムを整備する．ただし，PF 法を対象とした

ミュレーションのシステム設計を行ったので，本稿ではこのプロジェクトではないため，必要に応じて，PF 法

部分に焦点をあてて説明する．具体的な計算システムや計算以外の他の組織シミュレーション手法も考慮した．

理論の詳細については，当該システムのマニュアルや関連論(III) 優れた組織形成シミュレーションシステムを構築す文等(後述)を参照していただきたい．

ることが目的ではなく，優れたインテグレーション

さて本計算では，鉄鋼材料における溶接部の組織形成を対システムを構築することが MI の目的である．した象に，フェーズフィールド( PF)法(2)を中心とした一連の組がって，これまでの溶接現象全体にかかる材料科

織形成シミュレーション手法を用いて，組織形態形成を計算学・工学的知見を組織形成シミュレーションシステ

するシステムの構築を行った．鉄鋼材料の内部組織形態形成

ムに集約でき，かつ将来的に成長できるシステム設のシミュレーションや微視的メカニズム解明に関する研究

計とした．

は，周知のように各国において盛んに進められており，現在

上記( III )が今回のプロジェクトの特徴であろう．従来の多も新しい知見が絶えることがない(3)．これは鉄鋼材料の組織

くのプロジェクトでは，シミュレーションシステム自身の高形成が，数ある金属材料の中でも桁外れに複雑かつ多様性を度化が目的となるので，システム性能は，計算によって，ど有しているためである．まず今回のシステム構築の基本コン

れだけ現実の現象を精度よく計算できるかによって評価されセプト(MI の考え方)として，必要以上に精緻なメカニズム

る．材料組織形成の研究を対象とした場合，この評価軸は通に立ち入ることはせず，将来に渡って拡大する鉄鋼材料の研常困難を極める．平衡状態図ですら，世界中の協力の下，過究知見を容易に取り入れることができるような，ある意味，

去 50 年をかけて，実験とデータベース化を繰り返し，よう

ロバストな集約システムを目指して設計を行った．具体的な

やく最近になって実用化してきたことを考えると，普遍的に指針は以下のようにまとめられる．

組織形成を自在に計算するシステムが一朝一夕に実現するこ( I)

近年の計算熱力学(4)の知見を反映できる形式とする．

とはありえない．現在，PF 法の分野を中心に，材料，相変CALPHAD 法(5) および熱力学データベースの発展

態現象，およびプロセス条件を固定し，かつ限られた仮定のはめざましく，この分野と本システムとの連携は必範囲内で，ようやく計算が可能になる分野が 1 つ 1 つ増え名古屋大学 大学院工学研究科 材料デザイン工学専攻教授(〒4648603 名古屋市千種区不老町)
北海道大学 工学研究院 材料科学部門教授
東京農工大学 大学院工学府 機械システム工学専攻准教授

東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻上席研究員

物質・材料研究機構 統合型材料開発・情報基盤部門リサーチアドバイザー
Development of Microstructure Simulation System in SIPMaterials Integration Projects; Toshiyuki Koyama, Munekazu Ohno,Akinori Yamanaka, Tadashi Kasuyaand Susumu Tsukamoto(Department of Materials Design Innovation Engineering, Graduate School of Engineering, Nagoya University, Nagoya. Division of Materials Science and Engineering, Graduate Schoolof Engineering, Hokkaido University, Sapporo. Department of Mechanical Systems Engineering, Institute of Engineering, Tokyo
University of Agriculture and Technology, Tokyo. The Department of Materials Engineering, School of Engineering, the University of Tokyo, Tokyo. Research and Services Division of Materials Data and Integrated System (MaDIS), National Institute forMaterials Science (NIMS), Tsukuba)
Keywords: materials integration, computational materials science, phase transformation, microstructure, phaseField method, CALPHAD
method, welding, CCT Diagram
2019年 5 月20日受理[doi:10.2320/materia.58.494]

ミ ニ 特 集始めて来た所である(7)．一方，個々のシミュレーションの高体積分率，および硬さが出力される CCT 線図予測モジュー度化は脇において，工学的な観点からは，使える部分からとルが製作された(実際の CCT 線図予測モジュールでは，降にかくシステム化し，足らない部分は，周辺の材料学的知見

伏点，引張り強度，および応力ひずみ曲線も同時に出力さで補って，全体的な統合システムを整備することは重要であれる)．したがって，本システムでは，CCT 線図が既知であろう．特に近年，機械学習による逆問題の活用(8)が材料工学る前提で，各種の組織形成モジュールを連結させていく方法

分野でも一般化し始めたので，不明なパラメータやプロセス論を採用した．つまり溶接条件から，部材の各位置における条件を含んだ統合システムの価値が再認識されている．なぜ温度履歴がわかり，既知である CCT 線図上で，その温度履ならば逆問題にて，統合システム内の不確かなパラメータや歴をたどることによって，各種変態の開始点(温度・時間)がプロセス条件を決めることが可能になってきたからである．

 ～
 の組織形
決まる．あとはこのタイミングにあわせて，

以下では，これらの思想の下，組織シミュレーションがどの

成モジュールを並べれば，一連の組織形成を系統的に解析でように構築されたかについて説明する．

きることになる．このように設計することによって，従来，計算において設定が極めて困難であった，各種の変態の開.

計算対象の組織形成

始・終了をどこで切り替えればよいかの問題が解消された．
CCT 線図と機械学習が結びつき，CCT 線図を前提とした組本研究で計算対象とした，鉄鋼材料の溶接時に現れる組織
 凝固によるデンドライト組織形成，
 オー
形成(9)(11)は，

織形成シミュレーションが可能となった点は，今後，多方面に大きな影響を及ぼすと期待される．

 フェライト( a )析出組
ステナイト( g )多結晶粒組織形成，

.

織形成(アロトリオモルフフェライト，フェライトサイドプ

溶接における組織形成シミュレーション

 硬質相組織形成(パーライト変態組織，ベレート)，および

イナイト変態組織)である．なおマルテンサイトに関して

以下，一連の計算手順および計算例について説明する．なは，最後に残存した g 相がマルテンサイトに移行すると想定

お温度場は 3 次元の計算で，組織形成は 2 次元の計算であし，マルテンサイト自体の形成過程は本システムの対象外とる(MI 統合システムにおいて，g 多結晶組織形成に関しては，した．

3 次元計算のモジュールも整備されている点を記してお ～ は独立した計算モジュールとして開発さまず上記のく)．また細かい設定に関しては， MI 統合システムにおいれ，個別に計算を行うことができるように設計した．さらにて，各種のマニュアルをモジュール別に作成してあるので，

 ～ については，同一の部材を対象に，溶接時における温

そちらを参照されたい．

度履歴が共通となる条件にて，一連の組織形成を解析できる
 は，現在，世界的に大きく進展
システム設計とした．なおしている“定量的フェーズフィールド法”に基づくデンドラg 多結晶粒組織形成シミュレーション

三次元の温度場の設定については， Rosenthal の式(9)(11)イト成長解析の基本モデル(12)を，直接適用したモジュールを用いた．溶接条件として，部材の各種定数(融点， Ac3 温であり，計算手法・解析手順等はすでに広く知られているの度，熱伝導率，熱拡散係数，初期温度，熱源の移動速度，入 ～
 の組織形成の計算システム
で，以下では，特に後者の

熱量など)を入力すると，部材全体の各位置における温度履設計に関して重点的に説明させていただく．

歴がわかる．この温度履歴にあわせて，まず g 多結晶組織形
成の計算を行った例を図に示す(18) ．図の左上頂点が点熱.

連続冷却変態線図( CCT 線図)と組織形成シミュ
レーションとの連携源の位置であり，溶融池が存在した領域において g 相は柱状本システムの最大の特徴は，連続冷却変態線図( CCT 線

くなっていることがわかる．この組織が計算された後，本シ図)と組織形成シミュレーションの連携である．鉄鋼材料のステムのユーザーは，その後の冷却過程において析出・変態

溶接組織計算のボトルネックは，変態の開始点(温度・時を計算したい場所を選択する(フェライト析出，パーライト間・場所)の設定であろう．これらを，理論・シミュレーシ

変態，およびベイナイト変態については，解像度および計算

ョンから推定することは，現代の最先端の理論をもってして速度の制約から，上記領域の一部分を切り出して計算を行う

晶となり，溶接の熱影響部(HAZ 部)では，局所的な温度場に依存して，溶融池の縁に近いほど，g 結晶粒サイズが大きも困難である．他方，本 SIP MI プロジェクトにおいて，ため)．たとえば，図 1 の X1 位置の四角領域を選択したと機械学習を活用することにより， CCT 線図が系統的に入手しよう．図の上面が部材表層になるので，この位置は，表層できる環境が整えられた(13)．CCT 線図の元データについてから 2 mm の位置である(以後，この領域を“切り出し領域”

は，SIPMI プロジェクト内で測定した実験データに加え，と記す)．このように切り出し領域を固定すると，Rosenthal

物 質 ・ 材 料 研 究 機 構 に お け る CCT 線 図 デ ー タ ベ ーの式から，その位置における温度は時間の関数として入手でス(14)(16) ，および日本鉄鋼協会溶接 CCT 図集(17) が集約さき，その情報を CCT 線図上に記入すると，この切り出し領

れ，これら CCT 線図自体を機械学習することにより，鋼材域において，どの温度・時間で，どの析出や相変態が開始・成分を入力すると，各相の変態開始曲線，冷却終了後の各相終了するかがわかる(切り出し領域の温度も，当然ながら既ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan




図3
図1

g 多結晶組織形成シミュレーション．溶融池部分
では凝固による柱状晶形成も計算されている．

a 相析出のシミュレーション．アロトリオモルフ
フェライトおよびフェライトサイドプレートの析出形態が計算されている．

部分の遷移に関して，研究者によって種々のモデル・仮定が存在し，汎用的な計算システム構築の大きな障害となっていた．個々の相変態のメカニズムの本質を究めることは，もちろん重要な学術課題であるが，本アプローチのように，
CCT 線図やシミュレーションモデルなどの種々の知見を縦横に組み合わせ，鉄鋼材料分野の知見をインテグレートして，現象を大枠から把握する方法論は，鉄鋼材料に代表される複雑・多様な材料開発において実用的な優位性を有すると考える次第である．


図2

CCT 線図上での Rosenthal の式に従う温度履歴の計算結果．

硬質相形成のシミュレーション

図と図は，それぞれパーライト変態とベイナイト変態
 にて説明した a 相析の計算例である．( a )の初期組織は 4

出組織で，(b)は a 相析出で残存した g 相からのパーライト
およびベイナイト変態を計算した結果である(赤系の色部分知である)．図は，実験的に決定された Fe 0.15C 1.5Mn

が，パーライトおよびベイナイトに対応する)．図 4 は冷却鋼の CCT 線図上に，切り出し領域の温度履歴(図中の曲線速度が遅い場合で，すでに a 相の成長が顕著であり，かつで ， Rosenthal の 式 の 計 算 結 果 で ある ) を記 入 し た 例 で あ

特に炭素が濃化した g 相領域((a)の黒い部分)においてパーり，この図から，全ての析出・変態の開始温度(時間)およびライト変態が生じていることがわかる．また図 5 は冷却速終了温度(時間)の情報がわかる．

度が速い場合で，a 析出は短時間で終了し，残存した g 相領

a 相の析出シミュレーション

域全体がベイナイト変態した結果となっている．
パーライトおよびベイナイトは，フェライト相およびセメ

切り出し領域の g 多結晶組織形態が，そのまま a 相析出

ンタイト相から構成される組織であるが，本計算では，パー計算の境界条件となる．切り出し領域の温度変化は，

ライト(もしくはベイナイト)を，一つの単一相のように仮定

Rosenthal の式から計算され， a 相析出の開始温度(時間)として計算を行った(マルチフェーズフィールド法(2)を基本計

終了温度(時間)は， CCT 線図から得られる．図に g 多結算手法として採用)．パーライト変態およびベイナイト変態晶組織から a 相の析出を計算した例を示す．(a)が図 1 から自体を対象とした PF シミュレーションは，現在も新モデ切り出された初期組織例で，(b)が a 相析出の計算結果であル(21)(22)が提案され続けているため，あえて個別の変態機構

る(19) ． a 相析出の初期では，温度が高く， a 相の析出形態の詳細に立ち入らずに，パーライトコロニーやベイナイトバ

は，粒界アロトリオモルフの形態をとる(図( b )の青線ま

リアントの単一ドメイン形成のダイナミクスに焦点を絞ったで)．その後の温度低下に伴いサイドプレート状の組織形態

 の a 析出シミュレーションにおモデル化とした．ただし 4

へと遷移する(アロトリオモルフの計算には PF 法を，サイいて，組織内における溶質元素の濃度分布情報が得られるのドプレート形成には，セルラーオートマトン法(20) を活用しで，パーライト変態とベイナイト変態の計算では，これに起ている)．この遷移する温度(時間)の切り替えも，図 2 の因する局所的な化学的駆動力の影響を考慮できるようにモデCCT 線図の情報を活用する点に注意されたい．従来，このル化している．一見，簡易モデルではあるが，個別の詳細モ

ミ ニ 特 集

略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」(管理法人JST)によって実施されました．ここに感謝申し
上げます．

文

献

た．組織形成の研究や優れたシミュレーションの追求だけで( 1 ) http: // www.jst.go.jp / sip / k03 / sm4i / project / project d1.
html，(SIPMI プロジェクト HP，2019年 5 月現在)．
( 2 ) 小山敏幸，高木知弘フェーズフィールド法入門，丸善，(2013).
( 3 ) 小山敏幸ふぇらむ，19(2014), 635639.
( 4 ) 阿部太一材料設計計算工学 計算熱力学編，内田老鶴圃，(2011).
( 5 ) 阿部太一カルファド法による状態図計算―TDB ファイル作
成で学ぶ材，内田老鶴圃，(2015).
( 6 ) 野本祐春，若目田寛，瀬川正仁，山中晃徳，小山敏幸，高木知弘日本機械学会第 31 回計算力学講演会論文集，( 2018 ) ,066.
( 7 ) X. Dong, H. Xing, K. Weng and H. Zhao: J. Iron Steel Res. Int.,24(2017), 865878.
( 8 ) 小山敏幸ふぇらむ，23(2018), 680686.
( 9 ) 松田福久溶接冶金学，日刊工業，(1972).
(10) 百合岡信孝，大北 茂鉄鋼材料の溶接，産報出版，(1999).
( 11 ) 溶接学会，日本溶接協会編，溶接・接合技術総論，産報出版，(2015).
(12) M. Ohno, T. Takaki and Y. Shibuta: Phys. Rev. E, 96(2017),
033311.
(13) M. Watanabe, T. Kadohira, S. Minamoto, S. Tsukamoto, T.
Kasuya, M. Okada and J. Inoue: ``Prediction of Continuous
Cooling Transformation Curves for Steels from Database'', 4thWorld Congress on Integrated Computational Materials Engineering, (2017).
(14) CCT 線図データベースMat Navi(NIMS 物質・材料データ
ベース HP)，https://mits.nims.go.jp/.
(15) T. Kasugai and M. Fujita (Eds.), Atlas of CCT Diagrams for
Welding.(I), NRIMspecial report, No.9902, (1999).
(16) T. Ishikawa, N. Yurioka, M. Yamazaki and M. Fujita (Eds.),
Atlas of CCT Diagrams for Welding.(II), NIMSMITSspecial report, (2008).
(17) 日本鉄鋼協会(編)，溶接構造用鋼の溶接用 CCT 図集，日本鉄鋼協会，(1997).
(18) M. Ohno, Y. Shibuta and T. Takaki: Mater. Trans., 60(2019),170179.
(19) T. Kohtake, A. Yamanaka and Y. Suwa: Metal. Mater. Trans.
A, 49(2018), 50235034.
(20) 棗千修鉄と鋼，103(2017), 730737.
( 21) 毛利優斗，塚田祐貴，小山敏幸鉄と鋼， 105(2019) , 305 
313.
(22) M. Toloui and M. Militzer: Acta Mater., 144(2018), 786800.
( 23 ) 足立吉隆，松下康弘，上村逸郎，井上純哉システム制御情報学会誌，61(2017), 188193.

なく，実用的観点，学術的観点，各種の材料学的知見，およ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

び各種のノウハウを，材料工学的センスでインテグレート

る．なお，本計算のアウトプットは組織形態情報(濃度場，名古屋工業大学工学研究科物質工学専攻博士後期課程退学，同月に名古屋工業大学助手
2002年 4 月 (独)物質・材料研究機構 計算材料科学研究センター 主任研究員
2011年 4 月 名古屋工業大学 大学院工学研究科 教授
2015年 4 月 現職
専門分野相変態，材料設計計算工学，フェーズフィールド法◎金属材料分野を中心に，相変態・組織形成の研究に従事．
フェーズフィールド法を基軸とした材料設計計算工学分野を中心に活動．

結晶方位場， PF など)であり，これらは，画像としてもデ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

図4

パーライト変態シミュレーション．a 析出で炭素が濃化した g 相領域において，パーライト変態が生じている．

図5

ベイナイト変態シミュレーション．a 析出で残存した g 相領域全体が，ベイナイト変態する結果が得られている．

デルの発展情報を，変態の駆動力やドメイン移動の緩和係数項に取り込むことができる仕様を採用したので，今後の当該分野の進展に継続的に対応することができるモデルとなっている点を強調しておきたい．

.

ま と

め

本研究では，MI の考え方を意識したシステム設計を行っし，今後の発展の“伸び代”も見据えながら，成長しつづけることのできるシステムの構築を目指した．特に本稿で示した方法論 CCT 線図と PF シミュレーションの連携や， PF
法とセルラーオートマトンの連携等は，その試みの一つであ小山敏幸
1990年 4 月

ータ化されるので，各種の画像処理技術を軸足とした機械学
習(23)に(すなわち，本プロジェクトにおける“特性空間システム”に)，そのまま受け渡すことができる点を記しておく．
本研究は，内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

小山敏幸

大野宗一

山中晃徳

糟谷

正

塚本

進




SIPMI プロジェクトにおける性能予測システムの開発
榎学

で蓄積されてきた性能データを用いるデータベースモジュー

.

は じ

め

に

ル群から成る．また，予測された性能の妥当性を評価するための検証も行うことにより，性能予測システムの有効性の確

構造物の多くは長期間使用され，人々の安心・安全に直接認を行った．また，組織情報が必ずしも得られない場合にお関わる．そのため材料および構造物の特性・性能評価は時間

いても，材料・溶接条件・溶接構造を用いて，ある使用条件とコストをかけて行われている．例えば，繰り返し荷重下で下における時間依存の性能を予測するモジュールに関しても長期に使われる構造材料では，様々な試験法を用いて入念に開発を行った．

評価され，実使用期間に相当する時間をかけて疲労特性が評

疲労性能予測モジュールにおいては，図に示したような価され，実構造体に近いスケールでも評価されてきた．これ

計算を連続的に行うことにより，鉄鋼材料の溶接部の疲労特

らは構造物の信頼性を確保する上で必要であるが，材料開発

性をばらつきも含めて予測を可能としている(1)．疲労性能予が長期化・高コスト化する主要因となっており，計算手法を測モジュールは，三次元組織情報を入力データして，例えば駆使して性能予測をいかに効率的かつ正確に行うかが，今後き裂発生モデル等を用いて高精度な予測をするモジュールの構造材料の開発において強い競争力を維持するため重要でと，抽出された組織パラメータから得られる比較的な単純なある．

構造体モデルを用いることより，高速で予測をするモジュー内閣府の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革ルから構成される．開発されたそれぞれのモジュールを用い新的構造材料」(マテリアルズインテグレーション)プロジェ

た予測結果を比較することにより，各モジュールの最適化をクトでは，疲労強度・クリープ強度・水素脆化・脆性破壊等図っている(2)(4) ．図に示したクリープ性能予測モジューの性能に関して，理論式，経験式を網羅した順解析を行う計

ルでは，各種クリープ構成則によるクリープ変形解析，損傷

算モジュールを開発するとともに，性能に関する膨大なデー

力学・破壊力学・拡散方程式等によるクリープ損傷と破壊のタを解析して得られるデータベースモジュールの開発も行

計算解析を行う．厚肉構造部材や溶接継手のクリープ寿命予

い，実際の構造材料開発に役立つような性能予測システムの測では，多軸応力場の影響が重要になるが，これを考慮した開発を目指した．また，多様な素材，プロセスから製造され計算コードの開発を行っている(5)(6)．図の水素脆化予測モて部材や構造体に用いられる構造材料の組織と時間依存の性

ジュールにおいては，応力誘起水素拡散を支配する構成方程能の予測を，理論や経験則，数値モデリング，データベー式の解析を行うことにより，構造体での水素拡散輸送に関す

ス，データ駆動予測などの融合(インテグレーション)から可る計算を行う．この結果を溶接部の三次元の応力場と連成さ能とするマテリアルズインテグレーションシステムの構築をせることにより水素脆化割れを予測する．また溶接部の不均目的とした．その取り組みの一部を紹介する．

一組織による水素トラップ効果の違いから，拡散現象も組織に依存する．そのため，組織予測システムで得られた情報を.

性能予測システムの概要

参照しながらこれら影響も考慮する(7)．図で示した脆性破
壊予測モジュールにおいては，溶接部での熱影響部や溶接金本システムでは，組織予測システムを用いて得られた組織

属内の位置によって異なるミクロ組織から靱性を予測し，さ情報から，疲労強度・クリープ強度・水素脆化・脆性破壊等

らにこれまでに得られているシャルピー衝撃試験結果などのの構造材料における時間依存の性能を予測するシステムの開データを有機的に組み合わせることにより溶接部の靭性を予発を行った．性能予測システムは大きく分けて，理論的な物

測することを試みている(8)．

理モデルを用いて順解析を行う計算モジュール群と，これま東京大学大学院工学系研究科教授(〒1138656 東京都文京区本郷 731)
Development of Performance Prediction System on SIPMI Project; Manabu Enoki(The University of Tokyo, Tokyo)
Keywords: materials integration, materials informatics, structural materials, welding, performance prediction, integrated computational
materials engineering, data driven approach, fatigue, creep, hydrogen embrittlement, fracture toughness
2019年 5 月20日受理[doi:10.2320/materia.58.498]

ミ ニ 特 集

図1

図2

図3

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

疲労性能予測モジュールのワークロー．(オンラインカラー)

クリープ性能予測モジュールのワークロー．(オンラインカラー)

水素脆化予測モジュールのワークロー．(オンラインカラー)




図4

脆性破壊予測モジュールのワークロー．(オンラインカラー)

 硬化構成モデルを用いた FEM による繰り返し荷重下
算，

.



疲労性能予測概要

 巨視的モデルにおける応力集中での巨視的応力場の計算，

領域の検出および微細多結晶構造モデルの作成， Tanaka  拡張有Mura モデルによる疲労き裂発生寿命(Ni)の解析，

以下での疲労性能予測の例について述べる(1)．新しい材料限要素法(XFEM)による初期き裂からの疲労き裂伝播寿命や構造の開発においては，その性能を評価するためにしばし(Np)の解析，最終的な Ni と Np の合計による破断寿命の推

ばかなりの時間とコストを要する．溶接構造物の疲労特性の定．前述のステップを自動的に実行する計算のフレームワー

場合，疲労破壊の統計的挙動を検証するために，膨大な量のクが構築された．一例として，低炭素鋼(0.15C)を用いて疲労試験を実施する必要がある．したがって，より短時間で広く使用されている突合せ継手における疲労寿命を提案されの疲労特性の評価は非常に重要になる．従来の疲労評価では，た方法によって評価した．

SN 曲線に基づく疲労設計曲線(応力範囲と破断回数との関係に対する逆べき乗則)が用いられている．このアプローチ
では，主に接合の形状が考慮され，ほとんどの場合残留応力




解析方法

提案された方法の第 1 段階では，市販のソフトウェアと微細構造の影響は無視される．一方，疲労特性を改善する

JMatPro v9.0 を使用して化学組成から様々な材料特性を計ためのいくつかの新しい材料が開発されている．例えば，低算した．化学組成から，連続冷却変態( CCT )図，密度，比変態温度溶接材料は残留応力を低減し，二相鋼は微細構造を

熱，熱伝導率，ヤング率，ポアソン比，熱膨張率，降伏応制御することによって疲労特性を改善する．したがって，残力，硬化勾配を求めた．最大加熱温度 1350 °C ，旧オーステ

留応力および微細構造の影響の評価がますます重要になってナイト粒径500 mm の計算を行った．ソフトウェアの計算手

きている．

順は， CALPHAD (状態図の計算)方法と関連する経験式に

このような背景から，溶接継手の疲労に関する数値シミュ基づいている．応力ひずみ曲線は，SYSWELD の混合物のレーション技術が提案されている．フェイズフィールド法

規則によって計算した．降伏応力は，個々の相の降伏応力のは，複雑な微細構造を予測する有望な方法の 1 つであり，平均として計算した．

また結晶すべりや双晶などの物理的変形メカニズムを考慮し提案手法の第 2 ステップは，残留応力と微細構造分布をた結晶塑性モデルが近年注目されている(9)．微視組織と結晶解析する溶接シミュレーションである． Abaqus CAE で，の塑性に基づく疲労き裂発生寿命の予測が精力的に行われて板厚や止端半径などの形状パラメータに基づいて，2 次元のいる(10)．また拡張有限要素法(XFEM)は，疲労き裂の進展

有限要素モデルを作成した．幾何形状は，測定された止端半を予測するための強力かつ広く使用されているツールであ径と余盛角の平均値に対応するように選択された．有限要素

り，更なる改良も進められている．

モデルでは，最小サイズ 0.005 mm の 4 ノード平面ひずみ要

この研究の目的は，溶接継手の疲労性能を予測するため

素(CPE4)を使用した．前節で計算された材料特性がモデルに，先に説明した最新の計算技術を統合して包括的な枠組みに適用された．母材の初期組織は 75 のフェライトと 25 

(フレームワーク)を開発することである．溶接継手の疲労寿のパーライトで構成されていた．溶接部の材料特性は，単純命予測法の概要を図 1 に示す．この方法は，市販のソフト化のために母材の材料特性と同じであると仮定した．


ウェアとデータベースを用いて，以下の手順からなる．

熱入力分布は Goldak の二重楕円熱源モデルによって定義

CCT 曲線を含む材料特性と鋼の機械的および熱的特性の推された． Goldak の熱源モデルは，三次元の二重楕円体のガ

 熱応力有限要素法(FEM )による巨視的的モデル上で
定，

ウス熱分布関数であり，アーク溶接プロセスの熱伝達解析に

溶接プロセス中に生じる温度場，残留応力およびひずみの計広く使用されている．前楕円体の長さ，後楕円体の長さ，熱

ミ ニ 特 集源の深さ，熱源の幅は，それぞれ10, 20, 10，および7.5 mmに設定した．幅および深さの値は，溶接金属のすべての元素が溶融するように選択された．熱源は板の中心線に沿って 1
mm / s の速度で移動した．熱入力の合計量は 1.5 kJ / mm とした．シングルパス溶接が完了した後，突合せ継手を室温まで冷却させた．
一般に，熱伝導解析，相変態解析および応力解析が，溶接プロセス中の微細構造および応力ひずみ状態を得るために必要である．このシミュレーションでは，熱伝達と相変態の問題は強結合法によって解かれた．熱伝達の問題はフーリエ方程式と潜熱を考慮して計算した．相変態解析では，拡散タ
イプとマルテンサイトタイプの相変態がそれぞれ予測された．ビッカース硬さの分布は，実験式に従って，700°
C(Vr)における化学組成および冷却速度からも導出された．オース

図5

メゾスコピックモデルの幾何形状とメッシュ．
(オンラインカラー)

テナイト結晶粒度はまた，Leblond らによって提案された増分方程式によって計算された．相転移に伴う熱伝達解析後，伝熱解析により算出された温度分布及び相変態履歴に基づい

背応力などこのシミュレーションで使用された結晶塑性パラて，熱弾塑性解析を行い，残留応力を算出した．この解析でメータの一部は文献から得られた．このシミュレーションのは，弾性ひずみ，塑性ひずみ，熱ひずみ，変形ひずみを考慮

境界条件は，巨視的モデルの変位場によって定義された．

した．これらの計算は，市販の FEM コード SYSWELD によって実行された．

き裂発生解析は，すべり帯に蓄積された不可逆的エネルギ
ーを考慮した Tanaka Mura モデル(12) に基づいて行った．

第 3 のステップは，巨視的な応力解析である．この段階

Ni の値は，すべり線に平行に定義された潜在的なき裂経路の入力データは，硬度分布，前のステップから得られた残留を平均して評価した．最初のき裂のみが計算コストを節約す

応力分布，荷重条件である．この硬度分布から，前のステッるために考慮された．さらに，7 つの異なる微細構造モデル

プで用いた有限要素モデルを 10 領域に分割し，各領域に異を，き裂発生寿命のばらつきを評価するために，同じ手順おなる応力ひずみ曲線を与えた．応力ひずみ曲線は， SYS-

よび同じ平均粒径を用いてランダムに作成した．

WELD の混合則によって計算した．負荷する前に残留応力

最後のステップは，XFEM を用いた疲労き裂進展解析でのすべての成分がモデルに導入された．このモデルは，応力ある．この方法では，き裂はジャンプ関数によって表され，

比 R＝－1 および 7 つの異なる応力振幅，すなわち100, 150,

有限要素メッシュはき裂経路に従う必要はない．前のステッ

200, 300, 400, 500および600 MPa で10回の繰返し負荷を受プで得られた初期き裂の位置と長さを巨視的モデルに導入しけた．巨視的応力解析の後，最大主応力の最大値を有する要

た．き裂成長速度は，パリス則から計算された．応力拡大係素の位置を記録し，次のステップで使用した．

数は，Abaqus 内のバーチャルクラック閉鎖法によって計算

第 4 ステップは，結晶塑性有限要素法( CP FEM )を用いされた．これらの定数は，溶接鋼構造物の疲労設計指針にしたメゾスコピック応力場の解析とき裂発生である．このステたがったものが用いられた(13) ．第 1 ステップから第 5 ステ

ップでは，第 2 ステップおよび第 3 ステップの結果を入力

ップまでの一連の計算を自動的に実行する python スクリプ

値として使用した．微視構造モデルの形状とメッシュが図

トが開発された．

に示めされている．モデルの形状は，巨視的モデルの最も高い応力位置周辺の領域から切り取られた．この領域は，マルテンサイトの体積分率が第 2 段階で約100と予測されたた




結果

JMatPro で熱伝導率，降伏応力， CCT 図が計算された．

め，マルテンサイト単相であると推定した．旧オーステナイ

熱伝導率と降伏応力を各相の温度の関数として求めた．

トの平均粒径は，第 2 ステップで算出した粒度分布を参考

CCT 曲線は，溶接に用いられた低炭素鋼( C 0.1 ～ 0.2 )の

 で説にして求めた．再構築された粒の形態は，以前の研究

実験的に求められた CCT 図と定性的に類似していた．密明したテッセレーション手法によって生成された．微細構造

度，比熱，ヤング率，ポアソン比，熱膨張係数，硬化勾配もモデルのサイズは，約 40 個の粒子を含むように選択され化学組成から求めた．これらの特性を用いて溶接シミュレー

た．モデルは，平均サイズ 50 mm の 4 ノード平面ひずみ要

ションを実施した．フェライト，パーライト，ベイナイトの素(CPE4)のメッシュで，結晶方位はランダムに割り当てら

体積分率も計算した．熱源から遠い母材は，初期微細構造れた．

(フェライト 75 およびパーライト 25 )と同じであった．

微視構造モデルの弾性塑性変形挙動を計算するために，

HAZ の旧オーステナイト粒径は約 1 mm と推定された．ビ

Hutchinson らによって提案された現象論的構成則を考慮しッカース硬さは 143 ～ 377 に分布していた．母材と同じ材料

た先進材料シミュレーションキット( DAMASK )(11) を使用

特性が溶接材料に割り当てられているので，溶接金属と母材した．非直線的な硬化は，ArmstrongFrederick 硬化法によとの間の界面で分布が連続していた．実際の溶接では，ってモデル化されている．ここで，塑性せん断ひずみ速度，

HAZ の硬度の低下がしばしば見られるが，硬度は溶融帯か分解せん断応力，臨界分解せん断応力(CRSS)，すべり系のらほぼ単調に減少する．正確な残留応力と微細構造分布を得

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan




図6

各すべり系における累積塑性せん断ひずみの例(Ds＝300 MPa)．(オンラインカラー)

図7

予測された疲労寿命と JSSC が推奨する疲労設計
曲線．(オンラインカラー)

るためには，実験データに基づいて熱源モデルのパラメータと境界条件を較正する必要がある．この研究で構築された自動計算システムは，較正のために有効である．
すべり系の累積せん断ひずみが図に示されており，累積
せん断塑性ひずみは溶接止端部付近で高い値を示した．図に本研究は，内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦
略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」(管理法人JST)によって実施された．ここに感謝する次第である．

示すように，塑性ひずみは，結晶方位の違いにより非常に不文

均質な分布を示した．鋼中のいくつかの異種のせん断ひずみ

献分布をデジタル画像相関法(DIC)によって実験的に観測されている．結晶塑性解析により求めたミーゼス応力分布から，各粒における全てのすべり面とすべり方向に対して Ni が評価され， Ni が最小となるすべり系でき裂が発生すると仮定した．さらに X FEM によりき裂進展経路を計算した．き裂は最初のき裂に平行に伝播し，その後荷重方向に対してほぼ垂直に成長した．き裂伝播の回数 Np は，き裂の長さが板厚の 3 分の 1 に達するときに定義された．最終的に破断までの総サイクル数は，Ni と Np の合計として得られた．7 つの応力レベルと 7 つの異なる微細構造モデルの組み合わせ
で，合計 49 回の一連のシミュレーションを実施した．すべ
ての結果は図に示されている．○の記号はき裂発生であり，●は破断までの総繰返し数である．溶接止端部を研削す
ることによって幾何学的形状が改善された場合，または非破壊試験を使用して溶接部に重大な欠陥がないことが示されている場合，突合せ継手はクラス C に分類される．□は JSSC
推薦書(13)のクラス C に属する実験結果である．計算結果は実験値の傾向とよく対応していた．

.

お わ

り

に

( 1 ) T. Shiraiwa, F. Briffod and M. Enoki: Engineering Fracture
Mechanics, 198(2018), 158170.
( 2 ) F. Briffod, T. Shiraiwa and M. Enoki: Mater. Sci. & Eng., A
695(2017), 165177.
( 3 ) F. Briffod, T. Shiraiwa and M. Enoki: Int. J. Fatigue, 107(2018), 72
82.
( 4 ) K. Shibanuma, K. Ueda, H. Ito, Y. Nemoto, M. Kinefuchi, K.
Suzuki and M. Enoki: Mater. & Design, 139(2018), 269282.
( 5 ) M. Tabuchi, H. Hongo and T. Matsunaga: Mater. at High
Temperatures, 34(2017), 466472.
( 6 ) K. Koiwa, M. Tabuchi, M. Demura, M. Yamazaki and M.
Watanabe: Mater. Trans., 60(2019), 213221.
( 7 ) A. T. Yokobori Jr., G. Ozeki, T. Ohmi, T. Kasuya, N.
Ishikawa, S. Minamoto and M. Enoki: Mater. Trans., 60(2019), 222229.
( 8 ) 井元雅弘・岡崎喜臣・欅田真大・粟飯原周二・川畑友弥・糟
谷正，鋼溶接熱影響部における組織及びシャルピー衝撃特性
予測モデルの統合， CAMP ISJ 第 177 回春季講演大会， 32(2019), 353.
( 9 ) F. Roters, P. Eisenlohr, L. Hantcherli, D. D. Tjahjanto, T. R.
Bieler and D. Raabe: Acta Mater., 58(2010), 11521211.
(10) D. L. McDowell and F. P. E. Dunne: Int. J. Fatigue, 32(2010),
15211542.
(11) F. Roters, P. Eisenlohr, C. Kords, D. D. Tjahjanto, M. Diehl
and D. Raabe: Procedia IUTAM, 3(2012), 310.
(12) K. Tanaka and T. Mura: J. Appl. Mech., 48(1981), 97
103.
(13) JSSC, Fatigue Design Recommendations for Steel Structures,
Gihodo, Tokyo, Japan, (2010).

「マテリアルズインテグレーション」における物理モデル★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

を用いた性能予測について紹介した．またここでは紹介をはぶいたが，各リンク自体における非線形性に対しては，ベイズの定理を用いたデータ駆動型アプローチによる解析が有効な手法となる．今後さらに，性能予測を行う上で重要となる
組織特性のリンクに対して，組織解析，結晶塑性解析，疲
労試験結果を組み合わせた逆問題解析について検討することが重要と思われる．このようなマテリアルズインテグレーションシステムの構築により，構造材料の開発期間の短縮，コ
スト低減，材料製造や利用加工のプロセス条件の最適化，さ榎

学

1989年 東京大学大学院工学系研究科博士課程修了
東京大学先端科学技術研究センター助手，助教授．東京大学大学院工学系研究科マテリアル工学専攻准教授
2009年 1 月より現職
専門分野信頼性材料工学◎AE (アコースティック・エミッション)などの非破壊 評価 手 法を 用 い た破 壊 挙動 に 関す る 研 究に 従事．材料プロセス中に生じる損傷モニタリング，
供用中における構造ヘルスモニタリング，マテリ
アルズインテグレーションによる性能予測など，
構造材料の力学的信頼性について研究を進めている．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

らに構造体設計時の材料選択の最適化・信頼性向上が期待さ
れる．



ミ ニ 特 集

SIPMI プロジェクトにおける特性空間分析システムの開発
井 上 純 哉岡 田 真 人 長 尾 大 道
横 田 秀 夫
 足 立 吉 隆
選択を可能にするスパースモデリングの二つのデータ科学的

.

は じ

め

に

手法に着目し，そのモジュール化と具体的な材料問題への適用を試みた．

2014 年度にスタートした第 1 期 SIP 「革新的構造材料」

では，統合型の材料開発システムの礎として，材料開発の基




データ同化

本要素であるプロセス・組織・特性・性能の連関を計算機上

データ同化は，気象学や海洋学の分野において盛んに研究でシームレスに実現し，材料の組織や性能の予測を可能にすされてきた手法である(1)(2)．これら分野では，物理法則など

る「マテリアルズインテグレーション(以後，MI と記す)」に基づいて時空間モデルを構成し，大規模な数値解析を行なの構築が目指された．本稿の主題である「特性空間分析シス

うことにより，実際の気象変動をすることが可能であるよう

テム」は，データ科学的手法の適用により，実験や数値計算に思われる．しかしながら，この様な予測では，システムがに基づくデータベースを用いて物理モデルや現象論モデルの持つ非線形性が原因となり，初期条件や境界条件に加えモデ

モデルパラメータを最適化し，MI 統合システムに導入されルに含まれるパラメータの与え方により，予測結果が現実のた組織予測や性能予測といった各種モジュールの飛躍的な高現象より大きく乖離した著しく不適切な結果となることが問精度化をサポートするためのシステムとして構想された．し題となる．そのため，数値解析における初期条件，境界条件

かし，本プロジェクトでは単なる予測の高精度化だけにとどならびにモデルパラメータを，実際の観測に基づいた適切なまらず，第 2 期 SIP の主題となる「逆問題」の効率的な解ものに設定することで，実現象をより正確に再現した数値解

析も視野に入れ，現象を説明する有効な説明変数や物理モデ

析を可能にする手法が不可欠となっていた．それを可能にしル・現象論モデルの自動選択や，大規模な 3 次元材料組織たのがデータ同化である．構造材料を対象とした場合，予測データの効率的な管理手法や，3 次元組織情報の有効な活用の難しさは気象学や海洋学と同様に，構造材料が持つマルチ手法に関する研究開発も行った．

スケールな不均一性や物理モデルの不完全性に起因する．デ

この様な特性空間分析システムは，大きく分け「データ駆ータ同化ではこの様な不均一性や不完全性を踏まえた予測が動型予測システム」と「 3D / 4D 分析システム」の 2 つのシ可能になるだけでなく，その結果生じる数値解析結果の不確ステムから構成される．以下ではそれぞれのシステムの内容

実性も定量的に評価できること(Uncertainty Quantification,

を実際の適用事例を踏まえて簡単に紹介する．

UQ(3) )も，所謂一般的な機械学習ではなくデータ同化を用いることの最大のメリットと言える．データ同化を実現する

.

データ駆動型予測システム

手法には，時間を順方向に辿る逐次データ同化手法と，逆方向に辿る 4 次元変分法がある．

データ駆動型予測システムでは，個々のモジュールの高精度化に不可欠となるデータ同化手法と，説明変数やモデルの

逐次データ同化手法

逐次データ同化手法は，対象とする物理現象をモデル化し東京大学先端科学技術研究センター准教授(〒1538904 東京都目黒区駒場 461)
東京大学新領域創成科学研究科教授
東京大学地震研究所准教授
理化学研究所光量子工学研究センターチームリーダー名古屋大学工学部教授
Development of DataDriven System in Materials Integration; Junya Inoue, Masato Okada, Hiromichi Nagao, Hideo
Yokotaand Yoshitaka Adachi(Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo, Tokyo.
Graduate School of Frontier Science, The University of Tokyo, Kashiwa. Earthquake Research Institute, The University ofTokyo, Tokyo. Image Processing Research Team, RIKEN Center for Advanced Photonicsw, Wako. School of Engineering, Nagoya University, Nagoya)
Keywords: materials integration, structural materials, integrated computational materials engineering, sparse modelling, data assimilation,
database
2019年 6 月17日受理[doi:10.2320/materia.58.503]

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japanた数値シミュレーションモデルが既に手元にある場合に非常更に観測ノイズが正規分布で与えられると仮定することで線に有効な手段となる．逐次データ同化手法の概略を，代表的形化されたベイズの定理を用いて，一期先予測 x(t|i)t－1 を次式

な 手 法 で あ る ア ン サ ン ブ ル カ ル マ ン フ ィ ル タ ( Ensemble

で更新し，時刻 t の予測 x(t|i)t を得ている

Kalman Filter, EnKF(4))を用いて説明する．EnKF はモデルx(t|i)t ＝x(t|i)t－1＋KÂ t(yt＋wâ (t i)－Ht x(t|i)t－1)

が非線形であっても適用できる上，並列化を含めた実装が比

ここで，各項は全て単純な一次方程式で与えられる．MI 統

較的容易であるため，気象・海洋に限らず様々な分野で広く合システムではこの様な EnKF をモジュールとして導入し用いられている手法である．

ており，任意の数値シミュレーションモデルに対し逐次デー

逐次データ同化では，まず現象を説明する時間発展方程式

タ同化を適用することが可能になっている．

(システムモデル)が離散的に以下の形式で与えられるとす 次元変分法(アジョイント法)る

4 次元変分法(5) は EnKF とは異なり，既存の数値シミュ
xt＋1＝f(xt, vt)

レーションモデルをそのまま用いることはできない．しかここで xt は状態ベクトルと呼ばれ，システムモデルを記述

し，少ない計算資源で効率的にデータ同化できるため，よりするために必要な内部変数であり，例えば変位や圧力・温度

大規模なシミュレーションモデルに適用できるという特徴がなどの状態量やモデルパラメータに対応する．また，vt はシある．

ステムモデルが現象を完全には表現できないことによる誤差である．また，一般に観測においては全ての状態ベクトル xt

4 次元変分法では，まずシステムモデルが次式の時間発展方程式で与えられるとする

を完全に計測することは不可能であることから，観測値 yt&x－F(x)＝0,&tは状態ベクトル xt を入力とした観測演算子 h(xt)と観測ノイ
ズ wt により次式で与えられるとする

x(0)＝x0

また，逐次データ同化手法と同様に観測演算子 h ( x )を通し

yt＝h(xt)＋wtて観測値 y ( t )が得られるものとする．解くべき問題は，全

この様に考えると，例えば時刻 t－1 までの全ての観測 y1:t－1ての観測値 y ( t )を説明する最も尤もらしい状態ベクトル

を用いて時刻 t － 1 の状態ベクトル xt－1 の事前分布 P ( xt－1 |x ( t )の推定である．つまり，評価関数 J を次式で定義する

y1:t－1)が既に推定されていれば，時刻 t の状態ベクトル xt のとT

確率密度関数 P ( xt | y1:t－1 )はシステムモデルを用いて予測可fJ＝能である．これを一期先予測と呼ぶ．この一期先予測を時刻(x, y)dt0t に得られる観測 yt と観測演算子 h ( xt )を用いて，次式で与システムモデルを拘束条件として得られる次式のラグランジ

えられるベイズの定理により更新することで，時刻 t までのュ関数の最適化問題を解くこととなる
T

全ての観測 y1:t を用いて推定される状態ベクトル xt の事後分

T

f

＝

布 P(xt|y1:t)が得られる

f(0

P(xt|y1:t)＝P(yt|xt)P(xt|y1:t－1)
P ( yt)以上を繰り返すことで，過去に観察された全ての観測値 y1:tを有効に活用し，時刻 t の状態ベクトル xt の分布を得ようとするのが逐次データ同化手法である．
EnKF では状態ベクトル xt の確率密度関数 P ( xt | y1:t )を，

離散的な状態ベクトル x(t|i)t の集合として次式の様にアンサン
ブル近似する1N∑i＝1 d(xt－x(t|i)t )
N

0

)

&x
－F(x) dt&t

ここで† はの転置を表す(以下でも同様)．最適解はの第一変分 d がゼロとなる点として得られる
T

f
f(
f(
f(

T

f(
)
)

(:x )†dxdt＋

d ＝

0

T

l†

＋

0

T

dl†

＝

0

P(xt|y1:t)＝l†(x, y)dt＋

dl†

0

&dx
－(:xF)dx dt&t&x－F(x) dt＋l†(T)dx(T)－l†(0)dx(0)&tT(:x )†－l†(:xF)－

＋

)

&x
－F(x) dt
&t

0

)

&l†
dxdt
&t

これにより，時刻 t での離散的な一期先予測 x(t|i)t－1 は個々の

ここで，最適解周辺では任意の dl，dx に対して d ＝0 とな

i)
状態ベクトル x(t－1|t－1 を既存の数値シミュレーションモデル

る必要があるため，最終的には最適解は以下の条件を満たすに適用することで次式の様に簡単に求まる

x(t)，l(t)となることが分かる

i)
x(t|i)t－1＝f(x(t－1|t－1, vt－1)

その結果，一期先予測 xt の確率分布 P ( xt | y1:t－1 )は，以下のように近似的に推定できるのである
P(xt|y1:t－1)

1 N∑ d(xt－x(t|i)t－1)
N i＝ 1&x－F(x)＝0&t:x (x, y)－(:xF(x))†l－

&l
＝0
&t

l(0)＝l(T)＝0

EnKF では更に観測演算子が次式の様な線形方程式で与えら最初の式は x(t)の時間発展方程式である．2 番目の式は l(t)れるとしの時間発展方程式であり，アジョイント方程式と呼ばれる．
yt＝Ht xt＋wt



3 番目は l(t)の初期条件と終端条件である．これらを同時に

ミ ニ 特 集満たす x(t)と l(t)の探索方法として，4 次元変分法では勾配

では，逆に実験データを用いてひずみエネルギーをその時間法を用いる．x(t)の時間発展方程式，アジョイント方程式，

推移を含めて推定できないかという観点で解析を行った．

更には終端条件 l ( T)＝ 0 が常に成り立つとすると，第一変
分 d は次式の様に変形できる

d ＝dJ＝(:x0 J)†dx0＝l†(0)dx0

図に EnKF を用いて推定された結晶方位毎の体積率とひずみエネルギーの推移を示す．この解析では，観測値として結晶方位毎の体積率の変化を用いている．この様な解析か

つまり， l ( T )＝ 0 を終端条件としてアジョイント方程式を

ら，例えば S 方位バンド内には Brass 方位バンド内よりも時間方向に逆に積分することで得られる l ( 0)は，初期条件

大きなひずみエネルギーが蓄えられていることや，S バンド

x0 に対する評価関数の勾配 :x0 J ( x, y )に対応することが分か内に点在する Cu 方位粒には非常に小さなひずみエネルギーる．従って，まず適当な初期条件 x0 に対し x ( t )の時間発展

しか蓄えられていないことなどが読み取れる．また， Cu 方方程式を解き，得られた x ( t )を用いてアジョイント方程式

位粒と S 方位バンド内に蓄えられたひずみエネルギーの差を時間方向に逆に積分することで勾配 :x0 J(x, y)＝ l(0)を求は 1014～ 1015/m2 程度の転位密度に対応しており，強加工さめる．そして最後に勾配 :x0 J(x, y)を用いて初期条件 x0 を更れ た Al 合 金 の 転 位 密 度 と 良 く 対 応 し て い る こ と が 分 か

新する．以上を勾配 :x0 J (x, y )がゼロになるまで繰り返すこる(13) ．この例では集合組織の変化という限られた情報だけとで，最適な初期条件 x(0)＝x0，つまりx(t)と l(t)を得るこを用いているため，得られる情報も限られる．しかし，興味とが可能になるのである．

深い知見も得られており，将来的には表面構造写真の特徴量

以上のように，4 次元変分法は勾配法を用いて少ない更新
回数で精度良く最適解を得る手法となっている．そのため，
アンサンブル近似を用いる EnKF より遥かに少ない計算資源で実行できるという利点を持つ．また，その定式化は有限抽出(14)や X 線トモグラフィー等のより高度な測定と併用することで，より詳細な知見が得られると期待している．


スパースモデリング

要素法等の変分法に基づく数値解析手法と親和性が高いこと

構造材料の特性データベースは，多くの場合でデータを得が分かる．一方で，従来の 4 次元変分法は最尤推定である

るためのコストが甚大なため，現在までに多大な労力が費やため，最適解の一点だけが求まる．しかし，上述のように不されてきたにも関わらず，蓄積された情報量には限りがあ確定要素が多い構造材料の解析においては，最適解に内在する．そのため，多量のデータを前提とする機械学習手法の適る不確実性の明示化(UQ)は推定結果の信頼性を議論する上用は現実的ではない場合が多い．これに対しスパースモデリ

で不可欠となる．そのため，MI プロジェクトでは推定に含

ングは，限られた情報量から現象を的確に表現しうる重要な

まれる不確実性を明確にするための拡張も行った(6)(7)．紙面

パラメータを自動的に抽出する情報科学的モデリング技術での都合上，詳細は参考文献(6),(7)をご参照頂きたい．

あり，情報量が限られる構造材料とは極めて相性が良い手法

データ同化の適用事例

データ同化の適用例として， Al 合金の再結晶挙動をデー
タ同化により調査した例を以下に示す(8)．図は実際に強加と言える．また，データに含まれる本質を自動的に抽出する
スパースモデリングは，未解明な現象が多く残されている構造材料の発展にも大きく寄与する可能性を秘めている．

工されたアルミ合金を時効処理したときの再結晶挙動を，

スパースモデリングをベイズの定理に基づき定式化するとSEMEBSD を用いて観察した結果である．積層欠陥エネル

以下の様になる．ベイズの定理によると，観察 y を得た後のギーの大きな Al 合金の再結晶挙動は， Humphreys によりあるモデル Mi のモデルパラメータ x の事後分布 P (x|y, Mi)

サブグレイン成長モデルで良く説明できることが示されていは以下の式で与えられるる(9) ． そ こ で ， こ こ で は シ ス テ ム モ デ ル と し て Multi P(x|y, Mi)∝P(y|x, Mi)P(x|Mi)

PhaseField(MPF)モデルを用いた．また，界面のモビリテ

ィと界面エネルギーに関しては，結晶方位依存性を考慮したモデルで良く説明できることが知られている(9)(11) ．一方で，加工により導入されたひずみエネルギーは結晶方位毎に異なるが，従来はボトムアップ的なモデルを構築する事例が数多く報告されている．しかし， Humphreys も指摘している様に(12) ，そのモデル化は模索段階と言える．そこでここ

図2
図1

Al 合金の再結晶挙動(A1050, 573 K)．

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

EnFK による同化結果．(a)体積率変化，(b)ひずみエネルギー．

さらに，現象を説明するモデル候補が有限個あるとき，個々明らかにする手法である．紙面の都合上，定式化の詳細は参のモデル Mi の事後分布は同様に次式で与えられる考文献(17)(18)を参照されたい．

P(Mi|y)∝P(y|Mi)P(Mi)ESLiR の適用事例として，鋼のマルテンサイト変態開始

ここで，P(Mi)は個々のモデルの事前分布であり，事前知識点(Ms 点)の推定式を扱った例を示す(19)．鋼の Ms 点は炭素としてモデルの優先度がない場合は全てのモデルで同じ値とをはじめとする合金元素の濃度に強く依存することが知らなる．つまり，一般にはモデルの事後分布 P ( Mi | y )は尤度

れ，古くから多くの推定式が提案されており(20)(22) ，そのP(y|Mi)に比例することが分かる．ここで，尤度 P(y|Mi)は一例を以下に示す(22)．

周辺尤度やエビデンスと呼ばれ，モデルパラメータ x で周辺化することで次式により得られる

f

P(y|Mi)＝ P(y|x, Mi)P(x|Mi)dx

Ms＝512－453C＋15Cr－16.9Ni－9.5Mo＋217C 2－71.5CMn－67.6CCr
このような推定式に含まれる合金元素の組み合わせは，個々の提案者の勘と経験に基づくものであり，多くの場合は諸なお，周辺尤度の ln を取って負にしたものをベイズ的自由々の事情にあわせて都合の良い推定式が用いられる．この問エネルギー(Bayesian Free Energy, BFE)と呼ぶ．つまり，題に対し ES LiR を適用し， BFE の全状態を明らかにした

個々のモデル Mi に対し，観察 y の周辺尤度または BFE が

結果を図に示す．なお，データには 1965 年以前の鋼が網計算できれば，どのモデルが現象を説明するにふさわしいモ

羅的に調査された Andrews のデータを採用した(22) ．図 3

デルなのかが議論できるのである．しかし，周辺尤度や( a )から分かるように， Andrews の推定式は BFE の観点か

BFE の計算は一般には難しく，ガウス分布を仮定することらは他の研究者の推定式より優秀ではあるものの，必ずしもで解析的に導出する方法や，マルコフ連鎖モンテカルロ法

最適な推定式ではない．一方で，図 3(b )からは最適解自体(Markov Chain Monte Carlo, MCMC 法)を用いた数値積分も他の推定式に対し十分な優位性を示すわけではないこともが用いられる．

分かる．このような場合， BFE を用いて全ての説明因子のここでは，重回帰分析における変数選択と複数の物理モデ
ルからのモデル選択する場合の方法を紹介する．


重回帰分析の変数選択重要度を評価した方が有用な情報が得られる(図)．図 4(a)は上位10位までのモデルにおいて選択された説明因子を白色，選択されなかったものを黒色で示している．また，図得られるデータ量に制限がある中で，対象とする現象の説

4 ( b )は各説明因子に対し全モデルの確率を積算した値とし明変数の候補が多数あるとき，単純な重回帰分析は過学習をて重要度を示している．例えば， BFE を最適にする推定式引き起こす．そのため，多数の説明変数の候補の中から有効だけからは，「W は必要だが Mo と C の交差項は不要」となな説明変数を選択する必要があり，変数選択問題として古くから様々な方法が提案されている．例えば，Pearson の相関係数(Pearson's coefficient correlation)(15)等は古くから用いられている手法であるが，これは説明変数と出力の 2 つの変数間の直線関係の程度を表す指標に過ぎない．そのため，それだけでは最適な変数の組み合わせは教えてくれない．そのため，近年では LASSO(Least Absolute Shrinkage andSelection Operator)と呼ばれる L1 正則化手法(16)が広く用いられる様になっている．LASSO は基本的には観測 y に対し評価関数 J ( x, y )が与えられたとき，説明変数の係数 x に対し∑| x | t となる制約条件を付加することで，説明変数の次元を圧縮する手法である．この様な LASSO により選ばれた説明変数の組み合わせは，確かにある超パラメータ l に

図3

BFE の分布と推定式ならびに最適解．

対する最適解ではある．しかし，超パラメータ l によって最適となる組み合わせは異なり，また選ばれた最適解が他の組み合わせに対しどの程度の優位性があるのかという情報は示されない．多くの現象が複雑に絡み合う構造材料では，唯一絶対のモデルが存在し，それだけで現象が完全に表現できるという考えは受け入れにくい．そのため，MI 統合システ
ムでは，線形重回帰分析に対しては LASSO に代わり ES 
LiR(Exhaustive Search for Linear Regression)(17)(18)と呼ばれる手法を利用したモジュールが導入されている． ESLiR
は線形重回帰分析に特化して BFE を網羅的に計算することで，最適解だけでなく最適解近傍の状態密度に関する情報も



図4

Top10の変数選択と変数重要度．

ミ ニ 特 集る(図 4 ( a ))．しかし，重要度の観点からは「 W と CMo はほぼ同等の重要性がある」ことが分かる(図 4(b ))．単なる予測だけに興味があるのであれば，最適解だけを扱うことに異論はない．しかし，選択された説明因子や背後の物理を真面目に考える上では，ESLiR により得られる状態密度はより多くの示唆を与えるのである．


複数の提案モデルからのモデル選択

構造材料の問題においては，一つの現象を説明するモデルとして複数のメカニズムが提案されることは珍しくない．また，いずれのメカニズムが実際の現象を支配しているのかといった判断は，個々の研究者の経験と勘に基づいているとい

図5

フェライト変態率の推移(1400°
C, 0.3°C/s)とフェライト変態モデル．

っても過言ではない．しかし，その様な判断が真っ当に出来るまでには長年に渡る経験が不可欠であり，結局は個々の研究者の暗黙知のレベルで蓄積された知の深さが重要となる．
しかし，その様な暗黙知の伝承は難しく，経験と勘だけに頼らない方法論の確立が必要である．ここでは，提案された複数のメカニズムに対し BFE を求め，最も尤もらしいモデルの選択が可能か検証した例を示す．
一般に， BFE はモデルが非線形な場合は解析的に求めることは困難である．そのため，MCMC 法を用いた近似的な
推 定 手 法 が 広 く 用 い ら れ る(23) ． 中 で も ， 交 換 MCMC 法
は，事後分布に多峰性があっても局所解に陥りにくいこと
や，比較的安価に BFE の導出ができるため(24)， MI システ
ムで採用されている手法である．交換 MCMC 法は，逆温度bi を 定 義 し ， 個 々 の 逆 温 度 bi に お け る 事 後 分 布 をP(y|x)biP(x)とすることで，異なる逆温度間での交換を従来の MCMC 法に加えて行う手法である．この場合， BFE は

図6

フェライト変態率の最尤推定結果．

次式で与えられる

f

BFE＝－ln P(y|x, Mi)P(x|Mi)dx＝－∑ln〈exp(－(bj＋1－bj)log P(y|x, Mi)〉bjj

ここで，〈〉bj は逆温度 bj の事後分布におけるの平均を意
味する．この様な導出は一見煩雑に見えるが，モンテカルロ

表1

フェライトモデルの推定誤差と BFE．

Model class

Fitness

Complexity

BFE

Probability

LF
PF
LF＋FSP
PF＋FSP

112
94
42
34

18
11
24
17

130
105
66
51

4.09×10－35
3.53×10－24
3.05×10－799.99

法においては一般に平均値の収束は早く，逆温度 b＝ 1 の精
緻な事後分布を得ることで BFE を求めるより，高速に BFEを求めることができるのである．

た，観察される組み合わせとしては LF ， PF がそれぞれ単交換 MCMC 法の適用事例として，鋼の変態挙動を表す様

独で形成される場合， LF の後に FSP が形成される場合，々なモデルから実験データを用いて実際の変態挙動を最も尤

更には PF の後に FSP が形成される場合の計 4 通りの組みもらしく説明するモデルを選択した例を示す(25)．図(a)は合わせがある(図 5( b))．なお，個々のモデルに対する変態鋼( Fe 0.15C 1.5Mn )を 1400 °C から 0.3 °C / s で冷却した時の率の変化は Johnson Mehr AvramiKolmogorov(JMAK)方

熱膨張測定により導出されたフェライト変態率の推移であ程式を用いて与えられる(26)(27)．図は，全てのモデルのモる．ここでの問題は，この様な変態率の推移だけからフェラ

デルパラメータを最尤推定により求め，推定誤差が小さかっ

イト変態のキネティクスが議論できるのかということであた上位 3 つのモデルの推定結果と実験結果を比較した図でる．この問題の場合，形成組織に関する事前知識が全く無い

ある．いずれのモデルも推定誤差は十分に小さいことが分か中で想定されるフェライト形態は 3 つある．一つは非整合

り，これだけでは最適なモデル選択は難しい．しかし一方界面だけで構成されるレンズ上の粒界フェライト(LF)，もで，表に示す様に BFE からは， PF ＋ FSP モデルが他のう一つは整合界面と非整合界面で構成される Pill box 型とモデルよりも遥かに大きな尤度を示すことが分かる．実際，呼ばれる粒界フェライト( PF )，そして最後はフェライトサ

冶金学的観察からは Pill box 型の粒界フェライトが形成さイドプレートと呼ばれる板状のフェライト(FSP)である．まれた後に FSP が形成されることが観察される．また，そのま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

遷移温度も PF ＋ FSP モデルと一致しており， BFE を用いた推定結果の妥当性を支持する結果となっている(25)．

MICC の適用例として，鋼の溶接部への適用事例を紹介す

る．図( a )はシリアルセクショニングにより取得した鋼組織の光学顕微鏡写真を再構成することで得られた材料の 3

.

3D/4D 分析システム

次元組織を，様々な方向で切り出した断面画像を表示している様子を示している．この様に任意断面の材料組織を抽出す

3D / 4D 分析システムでは，巨大な材料組織の 3 次元情報ることで，例えば旧オーステナイト粒界やマルテンサイト組を得るための画像データを効率的に扱うクラウドシステムで織のブロックやパケットといった階層的な 3 次元構造を容)(28)と，易に抽出することが可能になるのである．また，図 9(b )は材料組織の 3 次元構造を活用した特性予測を実際に体験出

こ の 様に し て 抽出 し たブ ロ ッ クの 3 次 元構 造 を示 し て い

来る Materials Integration Phase Analyzer(MIPHA)(29)の開る．この例では専門家が様々な断面における組織形態から組ある Material Image Communication Cloud(MICC発を行った．


MICC

構造材料の特性を考える場合，材料組織の 3 次元構造の詳細を明らかにすることは重要と考えられている．しかし，そのためには 2 次元の断面組織画像を集約し，3 次元画像を構築する 3 次元画像処理環境が不可欠だが，その環境を手にするには高いコストや専門的な知識を必要とする．そのため，従来の材料組織の解析は主に 2 次元の断面組織画像が利用されているに過ぎなかった．また，たとえ材料組織の 3
図7次元画像が構築できたとしても，複雑な材料の幾何形状を抽MICC の概略．

出するには材料の組織形成に関する深い知識が必要であり，長年の経験を備えた専門家でも簡単ではない．そのため，知識や経験に頼らずに試行錯誤の中から適切な画像処理手法を組み合わせ見出すシステムが必要とされている．
MICC は，クラウド上で動作する 3 次元画像処理環境であり，ネットワークを通してアクセスすることで，あたかも手元の端末で大規模な画像処理を実行しているように見せることができるシステムになっている(図)．また，研究室や研究者ごとに画像データへのアクセス権限も管理でき，利用者間でのデータ共有の仕組みも備えている．そのため，複数の研究機関の連携や共同研究の効率化を支援できる構成となっている．さらに画像処理の履歴やその管理機能を有しており，過去に行ったすべての画像処理の履歴を記録することが可能である(図)．この様な履歴を利用することで，将来的には多くの研究者による無数の試行錯誤の中から最適な画像処理方法を見出すことができると期待されている．

図9



図8

画像処理履歴のデータベース化．

鋼組織の 3 次元組織再構成と組織抽出．

ミ ニ 特 集

織境界の抽出を行っているが，この様な抽出をする過程の作の予測ができることが理解できるツールとなっている．

業履歴を全て蓄積したデータを学習することで，シリアルセ

MIPHA の適用事例として， DP 鋼の特性を推定した例をクショニングにより得られた光学顕微鏡写真から自動的に組示す．図はシリアルセクショニングにより得られた光学顕

織判別や抽出が可能になると期待される．

微鏡写真から，機械学習によりフェライトやマルテンサイト



を自動認識し，その情報を利用して 3 次元的な組織を再構

MIPHA成した例を示している．また，図には応力ひずみ曲線に

前述のように「材料組織の 3 次元的な幾何構造は特性の影響する材料組織因子を示すが，ここに含まれる多くの幾何予測に重要である筈だ」と材料屋なら誰しも想像している．

学的記述子を MIPHA では抽出可能になっており，これら

しかし，実際に材料組織の 3 次元情報の集め方や利活用方

を様々な機械学習手法を適用することで，簡便に応力ひず法，更にはその効果となると必ずしも自明ではない．そこで

み曲線が推定できることが体験できる(29)．

MI 統合システムが稼働する以前に，材料組織の 3 次元情報の扱い方や 3 次元の組織情報の効果をデモンストレーションする必要があり，そのプロトタイプとして MIPHA を先行して開発を行った．
MIPHA は MI 統合システムが目指した枠組みと同様に，材料組織の 3 次元情報を扱う上で不可欠なる要素である，
 組織識別，◯ 2 次元特徴量抽出，◯
 3 次元特徴量抽出，◯
 特性推定，◯ 逆解析を個々のモジュールとして実行できる◯

統合型システムとなっている．特に画像の重要な特徴量としては，材料工学的に重要な特徴量(粒径，体積率など)と数
学・画像工学的に重要な特徴量(自己相関関数，相互情報量，二点相関関数の距離，パーシステントホモロジーなど)があるが，MIPHA はワンクリックで前者の特徴量を画像から抽出するシステムとなっている．また，開発が続けられて
い る shinyMIPHA では 後 者の 特 徴量 を抽 出 する ． 更に ，
MIPHA ではこれらの特徴量を用いて，簡単に精度良く特性

図11

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

図10

DP 鋼組織の 3 次元組織再構成と組織抽出．

MIPHA で利用可能な記述子と順解析/逆解析．




.

おわりに

特性空間分析システムの任務は，データ科学的手法を用いて組織予測や性能予測の飛躍的な高精度化をサポートすることにあった．この課題に対する解としては，当然ながら先行する米国の Material Genome Initiative(MGI)の多くのプロジェクトと同様に，ニューラルネットワーク，サポートベク
ター，ガウシアンプロセス等と言った一般的な機械学習モデ
ルを選択する道もあったのかも知れない．しかし，構造材料を直に触れ観察してきた者としては，どうしてもこれらの手法が提供する「点推定だけの評価」で十分なのかという疑問は拭えなかった．その様な観点で様々な分野に渡るサーベイを行ってたどり着いたもう一つの解が，データ同化とスパー
スモデリングである．また，材料組織の 3 次元構造は，長年に渡り重要と言われながら限られた研究者だけが取得し使える情報のままであった．その様な状況を打破し，誰でも自由に使えるシステム，それを目指したのが MICC である．
また，重要と言われながら，どう使えばよいのかは必ずしも自明ではないのが材料組織の 3 次元構造である．その利活
用 形 態 の プ ロ ト タ イ プ と し て 開 発 し た の が MIPHA で ある．第 1 期 SIP で開発され MI 統合システムに導入された
これらのライブラリやモジュールは，まだまだその利活用が始まったばかりである．しかし，十分に解明されていない現象も多く，マルチスケールな不均一性を持った構造材料との親和性は高いと自負している．今後，第 2 期 SIP においても多くの冶金学的問題に適用されることで，その真価が発揮されていくものと期待して止まない．
本研究は，内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦

tion of aluminum alloy assisted by Bayesian filter, in preparation.
( 9 ) F. J. Humphreys: Acta Mater., 45(1997), 42314240.
(10) G. Gottstein and L. Shvindlerman: Scr. Metall. Mater., 27(1992), 15151520.
(11) W. T. Read and W. Shockley: Phys. Rev., 78(1950), 275289.
(12) F. J. Humphreys: Mater. Sci. Eng., 8(2000), 893910.
(13) Y. Miyajima, M. Mitsuhara, S. Hata, H. Nakashima and N.
Tsuji: Mater. Sci. Eng. A., 528(2010), 776779.
(14) S. Ito, H. Nagao, T. Kurokawa, T. Kasuya and J. Inoue: Phys.
Rev. Mater., 3(2019), 53404.
(15) K. Pearson: Soc. London., 58(1895), 240242.
(16) F. Santosa and W. W. Symes: J. Sci. Stat. Comput., 7(1986),
13071330.
(17) Y. Igarashi, H. Takenaka, Y. NakanishiOhno, M. Uemura, S.
Ikeda and M. Okada: J. Phys. Soc. Japan., 87(2018), 044802
1.
(18) Y. Igarashi, H. Ichikawa, Y. NakanishiOhno, H. Takenaka, D.
Kawabata, S. Eifuku, R. Tamura, K. Nagata and M. Okada: J.
Phys. Conf. Ser., 1036(2018), 12001.
(19) H. Kim, J. Inoue, M. Okada and K. Nagata: ISIJ Int., 57(2017).
(20) P. Payson and H. Savage: Trans. ASM., 33(1944), 261280.
(21) R. A. Grange and H. M. Stewart: Trans. AIME., 167(1946),
467494.
(22) K. W. Andrews: J. Iron Steel Inst., 203(1965), 721
727.
(23) S. Chib and I. Jeliazkov: J. Am. Stat. Assoc., 96(2001), 270
281.
(24) K. Nagata, S. Sugita and M. Okada: Neural Networks., 28(2012), 82
89.
(25) H. Kim, J. Inoue, K. Nagata and M. Okada: Bayesian inferenceof ferrite transformation kinetics from dilatometric measurement, in preparation.
(26) S. J. J. Jones and H.K.D.H.K.D.H. Bhadeshia: Acta Mater., 45(1997), 29112920.
(27) M. Suehiro, T. Senuma, H. Yada, Y. Matsumura and T.
Ariyoshi: TetsutoHagane., 73(1987), 10261033.
(28) N. Yamashita, M. Morita, S. Yoshizawa and H. Yokota: http://
www.riken.jp/pr/press/2016/20161102_5/(29) Y. Adachi, Y. Matsushita, I. Kamimura and J. Inoue機械学
習支援の材料情報統合システム，システム/制御/情報， 61(2017), 188
193.

略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」
及び「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」(管理法人 JST )によって実施されました．ここに感謝申し上
げます．

文

献

( 1 ) M. Ghil and P. Malanotte
Rizzoli: Adv. Geophys, 33(1991),
141266.
( 2 ) G. Ueno, T. Higuchi, T. Kagimoto and N. Hirose: Sola., 3(2007), 58.
( 3 ) C. M. Dechant and H. Moradkhani: Water Resour. Res., 48(2012), 115.
( 4 ) P. L. Houtekamer and H. L. Mitchell: Weather Rev., 126(1997), 796811.
( 5 ) P. Courtier: J. Meteorol. Soc. Japan., 75(1997), 211218.
( 6 ) S. Ito, H. Nagao, A. Yamanaka, Y. Tsukada, T. Koyama, M.
Kano and J. Inoue: Phys. Rev. E., 94(2016), 43307.
( 7 ) S. Ito, H. Nagao, T. Kasuya and J. Inoue: Sci. Technol. Adv.
Mater., 18(2017), 857868.
( 8 ) A. Hori and J. Inoue: Multiphasefield study of recrystalliza-★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
井上純哉
1998年 東京大学大学院工学研究科博士課程修了・博士(工学)主な略歴
1997年 5 月 米国ブラウン大学・ポスドク研究員
1999年 7 月 東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻・助手
2004年 8 月 東京大学大学院工学系研究科社会基盤学専攻・助教授
2005年 8 月 マテリアル工学専攻へ移籍
2015年 8 月現職
専門分野破壊力学，マイクロメカニクス，確率有限要素法，局所変形，組織形成◎当初は材料の終局破壊や不均一性を記述する力学理論に関する研究に従事．
近年は鋼高強度組織の形成過程や局所変形挙動，更には被膜の破壊現象など，力学理論をベースに材料の変形・破壊挙動に関する研究を幅広く行っている．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

井上純哉

岡田真人

長尾大道

横田秀夫

足立吉隆

ミ ニ 特 集

SIPMI プロジェクトにおける統合システムの開発
源聡1
) 門 平 卓 也2
)誠4
伊 藤 海 太3) 渡 邊)
材料開発におけるワークフローの設計・実行

.

緒

言

材料工学の持つ概念レベルでの語彙やデータの接続性の整理

近年，構造材料に要求される性能が厳しく，かつ多岐にわ

データの蓄積，および機械学習などによるデータの活用

たるようになってきた．例えば航空機材料においては，さら以下，具体的に MI システムに実装された機能などを説明しなる軽量化，燃焼ガスの温度上昇，高応力・腐食環境への適ていく．

応などがいずれも高いレベルで求められている．こうした多岐にわたる厳しい要求に応えるために，最適化を必要とする

材料開発におけるワークフローの設計・実行

因子は複雑化するばかりである．このような状況において，

まず材料工学の問題を解くためのツール(数値計算プログ

研究者やエンジニアの勘や経験に頼る従来的な材料開発方法

ラムやデータなど)の入出力データや内在する物理モデルをでは，新規材料開発に膨大な時間を費やすことから，開発の洗い出す．次に対象となる課題に解を与えるようなツール同

効率化，加速が強く望まれるようになってきた．

士の接続(これをワークフローと呼ぶ)をユーザは試行錯誤しこれに対し，米国では PSPP モデル(Process,

Structure,ながら設計する．そうして設計したワークフローに対して，

Property, Performance)(1)に基礎においた ICME(Integrated

入力パラメータを与えて一気通貫で計算を実行する，というEngineering)が脚光を浴びていような仕組みを整えた．一気通貫で計算できる環境で最も重る(2)(3) ． ICME とは材料開発，製造を，プロセス，構造，

要なメリットは，事象を整理して影響しうる因子を露わに書

特性，性能に分解し，理論モデルや計算科学による解析を中き下すことにより，課題の解決方法を特定の研究者の主観に心に材料開発の促進を行うものである．日本でも， 2014 年

依存しない形で客体化できることである．

Computational

Materialsに開始された SIP プロジェクトの中で，航空機材料を対象

ユーザは MI システムを通じて，ツールの接続性の是非やとした「革新的構造材料」に関するプロジェクト(4)(5)が実行効率性を，試行錯誤を通じて明示的に考えることができる．

され，5 年間のプロジェクトの中で欧米とも情報交換を行いつまり，経験と勘という暗黙知を利用してきた従来の材料開ながら材料設計・開発のための基盤システム，マテリアルズ

発に対して，MI システムは思考の手段を提供できると考え

イ ン テ グ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム ( Materialsている．

Integration

System，以下 MI システム)の開発を続けてきた．

.

MI システムの開発思想



材料工学の持つ概念レベルでの語彙やデータの接続性の整理

MI システムでは，ツール間は単なる数値データや入出力

プロジェクトを通じて我々はマテリアルズインテグレーシ

ファイルを受け渡すだけでなく，合金組成やプロセス条件に

ョンの定義・概念(6)(7)に基づき，産官学の連携チームで材料付与されている材料工学上の概念(モデル化されたデータ)を開発のための統合的なシステム(MI システム)の開発を進め受け渡すことで，ツールの開発や，ワークフローの設計をよてきた．具体的には，以下を実現するための基盤システムのり材料工学の観点から行えるようにすることを考慮してい開発を行ってきた．

る．これにより，さまざまなスケールの事象や，異なる分野

国立研究開発法人 物質・材料研究機構 統合型材料開発・情報基盤部門( MaDIS) 1)主幹研究員 2 )主幹エンジニア 3 )主任研究員
4)チームリーダー(〒3050044 つくば市並木 11)
東京大学 先端科学技術研究センター准教授
Materials Integration System for Materials Design and Manufacturing; Satoshi Minamoto, Takuya Kadohira, Kaita Itoand Makoto
Watanabe(Research & Services Division of Materials Data and Integrated System (MaDIS), National Institute for Materials Science,
Tsukuba. Research Center for Advanced Science and Technology, The University of Tokyo, Tokyo)
Keywords: materials integration, structural materials, integrated computational materials engineering, modules, workflow, data schema,systems approach, data science, inverse design
2019年 5 月 8 日受理[doi:10.2320/materia.58.511]

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

の物理現象を連成させて解く，などの応用がより容易になる

能開発の概念図を示す．構成要素としてはワークフローの設と考えている．また，材料工学の観点から設計されたワーク

計・実行部分，語彙インベントリ部分が主たるものである

フロー同士は，上で述べたようにさまざまな指標で比較・評が，いくつかのサブシステムも構築している．以下に， MI

価できるほか，ノウハウとしての蓄積も重要であり，今後望システムの構成要素についてまとめる．

まれる材料設計の多様化，複雑化の対応に必要な基盤的な情報源となると期待できる．



ワークフローデザイナ/プレイヤ

このようにして，過去の知見を踏まえながら，材料工学のワークフローの設計・実行を行うアプリケーションであ知見を踏まえて設計と評価のサイクルを回すことで，材料のる．ユーザはここで，実際の解析に関する試行錯誤を繰り返

特性を支配する新しい物理や重要因子を発見することに向けすことができる．ここで重要なことは，用いるプログラムのても，MI システムは活用されていくだろうと考えている．

入力ファイル名などを入力ポートとして設計せずに，できる

データの蓄積，および機械学習などによるデータの活用

だけ材料工学上の概念に近い言葉で記述を行うことである．
そのような言葉で作成されたワークフローは計算プログラムと可換なモジュールが用意できればプログラムを自在に変更

前述の通り，一気通貫で計算ができるように整理されたワ

しても同じ概念で計算が流れることを意味する．逆に同じ概ークフローは，計算の自動化が比較的容易であり，MI シス

念で記述したワークフローであってもモジュールが異なるこ

テムを介して出力される多様なデータは効率的に整理して蓄とで計算の結果が左右される場合は，他に考えるべき因子が積されるために，その再利用性が確保されている．つまり蓄存在することを意味している．この作業を繰り返すことが事

積データに対して，過去のデータを参照するばかりでなく，象の理解に貢献するものと考える．

機械学習技術などを利用することで多様な予測モデルが構築でき，ワークフロー設計において組み合わせ可能なツールの

特性空間語彙インベントリシステム

一つとして再び利用することが可能である．この再利用性は

語彙インベントリシステムでは，材料の性能予測のための非常に重要で，例えば計算に時間のかかるツールに対しては語彙情報の管理に関する概念(8) を実装した機能を備えてい

事前に生成しておいた予測モデルで代替して，着目すべき部

る．これは記述子，予測モデル，ワークフロー，実行結果の分に焦点を当てて資源を集中させることができるなど，試行

4 階層に分けて，固有識別子を付与して管理するシステムで錯誤の効率化が可能である．

あり，階層ごとに以下のように構成される．

.

ラメータが記述された記述子を蓄積する機能

MI システムの構成要素



図に MI システムのプロジェクト内での位置づけを示
す．材料の性能が，材料ミクロ組織を予測する部分と性能を予測する部分に加えて，情報学的に両者をサポートするための部分を包括的に含むシステム構成となっている．SIP では
例題として溶接部材が持つ課題を取り上げているが，MI シ
ステムはその他の問題にも対応できるように設計がなされている．

材料のプロセス，構造，特性，性能の各々に関するパ
材料のプロセス，構造，特性，性能の少なくとも 2つについての関連の入出力の情報を記述した予測モデルを記
録する機能



2 つ以上の予測モデルの関連を，記述子を用いて書き下したワークフローを記録するための機能

ワークフローごとの実行結果を，各予測モデルにおける出力結果も含めて蓄積する機能
このような構成の下，設計されたワークフローが実行さ

図に MI システムにおけるプラットフォームとしての機

れ，実際のデータの流れを具現化していくことになるが，併せて記述子の情報を語彙インベントリから俯瞰的に眺めるこ

図1



プロジェクト内における MI システムの位置づけ．

図2

MI システムのプラットフォーム機能開発．

ミ ニ 特 集とで物理モデルの関係性を見ることができ，不足しているモ

これらの情報は熱力学計算など他の解析ツールから得ること

デルや考慮すべき因子を入れ込む可能性を検証することがでも可能なので，そのようなツールと組み合わせていくこと

きる．

で，ワークフロー自体を拡張することが可能である．

すなわち，語彙インベントリシステムは材料工学の知識，概念を元に語彙の関係を表現する空間であり，概念の関係性を評価するための情報を生成，解析，可視化するためのシステムである．モジュールが可換であるかどうかを形式知からのみではなく，蓄積したデータや語彙情報などからシステム側でも判断の支援を行っていく．これはさまざまなデータを集約することにより集合知としての情報抽出を目的としている．現在は，さまざまな計算データやワークフローデータに対してスコアリングを行い，類似性や接続性を判定する機能が実装されているが，スコアリングのアルゴリズムに関しては今後さらに検証を行っていく必要がある．


サブシステム，あるいは外部システムとの連携機能

MI システムにはサブシステムとして，モジュールのシス

テムへの登録支援機能(MI モジュールビルダ)や，機械学習による予測モデル生成器(MIREA: MI REgression Analyzer )が用意されており，いずれも MI システムとの接続性を重要視して構築されている．さらに溶接問題に特化したGUI を搭載したサブシステム(WFASWeld Fatigue Analysis online Simulator)が開発されている．

図3

クリープ寿命計算におけるワークフローデザイン
例．

図4

脆性破壊解析のためのワークフローデザイン例．

さらにサブシステムと外部システムとの連携に関しても検証を行っている．例えば，国際的に広く利用されている
GRANTA Design 社の材料データベース(GRANTA MI)(9)から検索した材料データを，MIREA を通じて抽出し，機械学習による予測モデル生成の後，MI システム上で利用可能なツールとする仕組みを構築した．

.

溶接問題を例題とした実例

SIP では，溶接部の問題でも特にクリープ寿命解析，脆性

破壊解析，疲労寿命解析，水素脆性の解析の 4 つの課題に関して主に取り組んできた．以下に，これまでに実装された
ワークフロー例を示す．


クリープ解析のためのワークフロー

図にクリープ寿命計算におけるワークフローデザインの例を示す．青字が入力項目，黄色がツール，グレーが出力項目である．クリープ解析の場合，材料組成や試験温度，応力条件が入力パラメータとなり，クリープ寿命の値や可視化に関するファイルが出力となる．ここでは有限要素解析(FEM)の結果を用いているが，FEM 解析に関しても形状情報や，材料物性値を含むワークフローが作成されている．


脆性破壊解析のためのワークフロー

図に脆性破壊の解析のためのワークフローデザインの例を示す．ここでは，材料組成情報やミクロ組織観察から得られる情報(相分率など)も入力パラメータとして必要である．

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japanした．引き続き MI システムを考えるための道具として API.

ユーザ利便性と各種データへのアクセス制御

も含めて活用できるように開発を行う．さらに広く産学共同での開発を続け，利用可能なツールを拡充し，複雑化する材

MI システムは多岐にわたる機能を複数の機関やユーザで利用されること想定しているために，セキュリティ確保の対料開発における現象理解のためのプラットフォームとしての発展を目指す．

策がとられている．具体的にはシングルサインオン機能や，マルチテナント方式の採用，計算データや実行モジュール，本研究は，内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦

ワークフローデータに対するアクセス権限設定機能などがあ略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」

る．アクセス権の権限設定は，組織単位，グループ単位，ユ及び「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」(管ーザ単位で設定できる．

理法人 JST )によって実施されました．ここに感謝申し上

MI システムでは，汎用化されたワークフローから多くのげます．

データを取得し，広いパラメータ空間を見ようとするもので文あり，データ共有は強く推奨される．更にそのことが，デー献

タ共有の強い動機付けになることを期待する．

. ま

と

め

マテリアルズインテグレーションという概念を具現化したMI システムは,材料一般の物理現象の背景の把握をデータの活用により実現しようとしたシステムである．これまで特定の物理モデルを解くための要素技術の開発や拡張を通じて現象を捉えようとする試みは力強く行われてきている．本プロ
ジェクトでは材料開発に必要なプロセス条件などの境界条件を検討し，材料の持つ性能などを把握しようとする試みを，
データや語彙などが持つリッチな情報を元に物理モデルを見直し，データ空間を広げようとする試みを行ってきた．したがって要素技術開発は依然重要な研究テーマではあるが，それらの接続性の議論を継続的に行っていくことも今後非常に重要になると考える．特に不均一性が材料の性能の要となる( 1 ) G. Schmitz, U. Prahl: Handbook of Software Solutions for
ICME, WileyVCH Verlag, (2016).
( 2 ) 村山光宏まてりあ，51(2012), 462466.
( 3 ) G. B. Olson: Science, 288(2000), 993998.
( 4 ) 戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)http://www.jst.
go.jp/sip/k03.html( 5 ) 佐久田博司，長谷川 大，源 聡マイクロサービスによるMaterials Integration 入門，(2018).
( 6 ) 小関敏彦情報管理，59(2016), 165171.
( 7 ) https://www.jst.go.jp/sip/k03/sm4i/dl/pamph_d1_ j.pdf( 8 ) T. Ashino: Data Science Journal, 9(2010), 5461.
( 9 ) https://grantadesign.com/★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
源聡
1995年 京都大学大学院人間・環境学研究科博士課程前期修了
1995年～2014年 民間企業勤務
2008年 博士(理学) 東京工業大学
2015年～ 現職
専門分野計算科学◎SIP「革新的構造材料」開始から MI システムの開発に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

構造材料においては，整理されたデータを集約しどのように接続させるかを議論し，情報工学的な手法の支援の下，デー
タから見えてくる因子を明確にし，物理モデルの精緻化に関する提案を行えるシステムとして成長しなければならない．
2018 年 11 月からは，第 2 期 SIP プロジェクト「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」が併走する形で開始



源

聡

門平卓也

伊藤海太

渡邊

誠

ミ ニ 特 集

放射光による工業材料評価～3. 放射光による X 線分光～
廣

沢

一

郎

図.は BaMgAl13O17:Eu(紫外線励起の青色蛍光体 BAM,

・ 放射光を用いた X 線分光

Eu は Ba に対して数の濃度で添加されている)の Ba と Euの X 線吸収スペクトルであり，縦軸の X 線吸収は試料を透
国内の放射光施設で行われている X 線分光測定の代表は過した X 線の割合である X 線透過率の対数の絶対値が表示

X 線吸収分光と光電子分光であろう． X 線吸収分光は軟 X

されている．この図が示すとおり Ba と Eu の L 殻電子のエ線域から硬 X 線域にかけて多数の利用事例があるが，特にネルギーの違いを反映して X 線吸収が大きく変化する X 線

硬 X 線域の X 線吸収分光は高輝度な連続スペクトルを有すエネルギー(吸収端のエネルギー)は Ba が 37.5 keV ， Eu がる X 線光源である放射光の登場によって普及した測定手法

48.5 keV に観測されている(元素選択性)．図.は EuCl2 との代表である．このため，国内にある複数の放射光施設で硬EuCl3 の Eu L 吸収端の XAFS スペクトルであるが，同じ

X 線域の XAFS 測定に対応した複数のビームラインが設置

元素でも価数の違いを反映して吸収端エネルギーに違いが観されている(1)．放射光施設での実施が前提の測定技術ではあ測されている(5)(6) ．更に，図.は ZnO と ZnCl2 の Zn の K

るが，日本語の解説書(2)が発行されるほどに普及している．
そこで，本稿では主に硬 X 線域の XAFS を取り上げる．
更に， XAFS と同様，本格的な利用は放射光施設から開始
されてはいるが(3)，最近は実験室装置の利用も始まり(4)，今後急速に普及する可能性がある硬 X 線光電子分光(Hard X
ray photoelectron spectroscopy: HAXPES)も簡単に紹介する．

・ 硬 X 線域の X 線吸収分光 XAFSXAFS の特徴と事例

硬 X 線域(概ね 4 keV 以上)の X 線吸収分光は通常 XAFS
(Xray absorption fine structure)と呼ばれている．分析技術
として日常的に行われている赤外吸収分光や紫外可視吸収分光と同様に試料を透過する X 線強度の光子エネルギー(波長)依存性の測定より X 線吸収スペクトルを得る手法であり，硬 X 線域の X 線吸収の主因が内殻電子の励起であることを反映して，以下のように元素選択的に化学状態(価数)や注目する元素周囲の局所構造の知見が得られる．

図 3.1

Eu 添加青色蛍光体 BaMgAl10O17:Eu ( Eu の添加量はおよそ 10 )の X 線吸収スペクトル( SPring8 BL19B2 で測定)．実際の測定データをで示す．破線は測定結果からの内挿である．

公益財団法人高輝度光科学研究センター産業利用推進室長(〒679
5198 兵庫県佐用郡佐用町光都 111)
Synchrotron Radiation as Analytical Tools for industrial materials～ 3. Xray Spectroscopic Experiments with Synchrotron Radiation～;
Ichiro Hirosawa(Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI), Sayogun, Hyogo)
Keywords: synchrotron radiation, xray grazing incidence, xray diffraction, industrial materials
2019年 5 月 7 日受理[doi:10.2320/materia.58.515]

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan収集端における XAFS スペクトルである(7)．どちらも Zn は法)(5)(6) ． XANES スペクトルを材料評価に利用する場合，2 価で， K 吸収端のエネルギーに差はないが， Zn に結合し参照物質の XANES スペクトルも実際に測定することが原た元素の違いを反映した明瞭な違いが観測されている．以上則である．しかし，参照物質の入手が困難な場合や参照物質のように表情豊かな吸収スペクトルが観測される吸収端近傍の選定に迷う場合は， JASRI 産業利用 推進室が構築中のにおいて，吸収端のエネルギーから概ね50 eV 高エネルギー“ XAFS 標準試料データベース

側の領域の XAFS スペクトルは XANES (Xray Absorption

jp / xafs / standardDB / standardDB.html ”をご参照いただき

NearEdge Structure)と呼ばれる．XANES スペクトルを解たい(7) ．当該データベースには BL14B2 で測定した 913 のhttp: // support.spring8.or.

釈するためには電子状態計算が必要であるが，組成や結晶構

XAFS スペクトル( 2018 年度末)が収録され，測定データを造が既知である物質の XANES スペクトルとの比較により自由にダウンロードすることができる．このデータベースの測定対象の状態を推定することが広く行われている(指紋

利用にあたっては， SPring 8 のユーザー ID が必要なのでSPring8 の利用経験がない方は SPring8 User Informationの WEB ページ(https://user.spring8.or.jp/)より取得していただきたい．
XANES より高エネルギーの領域の XAFS スペクトルにも EXAFS(Extended Xray Absorption Fine Structure)と呼ばれる微弱な振動構造が観測される．EXAFS 領域では光電子の波動関数を自由電子で近似することが可能であるため，測定値から抽出した EXAFS 振動成分を光電子の運動エネ
ルギー(入射 X 線の対象とする元素の吸収端からの差)の波
数でフーリエ変換して得られる動径構造関数(Radialture

struc-

function)より，吸収原子周囲の配位距離，配位数，配位子の元素種などの局所構造に関する知見が得られる．図.は 青 色 蛍 光 体 BAM の Ba 及 び Eu の L 吸 収 端 の EXAFS スペクトル，図.はそれらをフーリエ変換して得られた動径構造関数である(5)(6)． X 線回折により結晶内では Ba
から約 0.27 nm の距離に Al と結合した 9 個の酸素原子が配図 3.2

EuCl2 (上)と EuCl3 (下)の Eu L 吸収端で測定した XAFS スペクトル( SPring 8 BL19B2 で測定)．EuCl2 は6972 eV，EuCl3 は6980 eV(破線)で 吸 収 が 最 大 と な っ て い る ． な お ， EuCl2 で6980 eV にみられる極大は EuCl2 の一部が測定中に分解して生じた Eu2O3 によるものと考えられる．

位していることが示されていることから，動径構造関数の0.2 から 0.3 nm 付近に現れた 2 つのピークは Ba に配位した酸素原子とその外側にある Al の原子に対応した信号と結論

図 3.4

図3.3



SPring8 BL14B2 で測定した ZnCl2(上)及びZnO ( 下 ) の XANES ス ペ ク ト ル ( SPring 8
BL14B2 XAFS 標準試料データベースより)．

Eu 添加青色蛍光体 BaMgAl10O17:Eu の Ba (上)と Eu (下)の L 吸収端で測定した XAFS スペ
クトルより導出した EXAFS 振動スペクトル．
横軸は光電子の運動エネルギー( Ek)に対応する
波数 k(Ek＝h2k2/8p2me : me は電子の質量，h はプランク定数)．高波数域での振動が明瞭になる
ように k3 の重みを乗じている．

入 門 講 座図 3.6

図 3.5

Eu 添加青色蛍光体 BaMgAl10O17:Eu の Ba (上)と Eu (下)の L 吸収端の EXAFS 振動(図 3.4 )をフーリエ変換して得られた振幅成分(動径構造関数)．フーリエ変換の波数域は Ba が 29.5 から
87.5 nm－1，Eu が30.0から93.0 nm－1．

XAFS 測定装置の例( SPring 8 BL14B2 )．透過法で測定する場合は，右下の挿入図のように錠剤型に形成した試料を矢印の位置に置く．この例では，錠剤型に形成した試料を薄いポリエチ
レン袋に入れて周辺をシーラーで封じ，袋ごと
スライドマウントに挟んで固定している．

なお，動径構造関数の導出や配位構造のパラメーター最適化を行うプログラムは複数あるが http: // bruceravel.github.
できる．一方，添加された Eu の結晶内での位置を X 線回io / demeter /より無料で入手できる ATHENA, ARTEMIS

折により明らかにすることは困難であるが，元素種が異なっ( Demeter )が広く使われている(11) ．国内の各施設が実施しているにもかかわらず， Ba と Eu とでは EXAFS 振動スペている XAFS 解析講習会もこのプログラムを対象としていクトル，動径構造関数ともによく似た特徴を有するため Eu

る．

の配位環境は Ba と同じである可能性が強く示唆される．そこで，図3.5に示した Eu の動径構造関数の0.2から0.3 nm の

測定方法と試料調製

ピークに注目し， Ba と同様に Eu は最近接に 6 個，第 2 近

図.は SPring 8 の BL14B2 に設置された XAFS 測定装

接に 3 個の O 原子，第 3 近接に12個の Al 原子が配位してい置の写真であるが，測定者が行う作業は所定の位置(図3.6でると仮定し，計算値が測定値と一致するように Eu からの距は矢印で示した位置)に測定試料を置くだけである．

離の最適化を行った．その結果，Eu から第 1 近接，第 2 近BL14B2 では試料交換や試料位置調整とともに測定装置パラ接，第 3 近接までの距離の最適値は 0.277 nm,

メーターの調整も全自動で行っているので(12)，未経験者で0.325 nm,0.367 nm となり， Eu が Ba を置換していると考えても矛盾も容易に XAFS 測定を行うことができる．このように測定しない．その一方で，添加した Eu の配位環境として提案さ自身は容易であるが，良好なデータを得るには試料調製や目れていた17個の O 原子と12個の Al 原子が配位した構造や 6的に応じた測定法や測定条件の選択が適切に行われているこ

個の O 原子と 6 個の Al 原子が配位した構造では，原子間距とが必要である．以下では代表的な XAFS 測定法である透離の最適化で測定結果を再現することができず， Eu による過法と蛍光法の特徴と試料調製について紹介する．

Ba の置換を支持する結果となった(8)．この例のように少量試料を透過した X 線の強度をそのまま測定する透過法は添加された元素の結晶内での位置や非晶質物質(9) など X 線

最も信頼できる測定法である．透過法用の試料は図 3.6の右回折による構造検討が難しい対象でも XAFS(EXAFS)測定

下に示したような錠剤型に調製することが広く行われていから有用な知見を得ることが可能で，液体中に溶解した金属

る．錠剤形成に用いるバインダーには X 線吸収が少なく化

イオンの配位環境の検討にも用いられている(10)．
先の例のように EXAFS 測定より得られる動径構造関数

学的に安定な BN(窒化ホウ素)等を用いる．錠剤中に含まれる試料が希薄すぎる場合は， X 線吸収が小さくなるため良は対象とする元素の配位環境を反映しているが，ピークの位

好な XAFS スペクトルが得られないが，十分な強度の X 線

置や高さは原子間距離や配位数の正確な値ではない．原子間が試料を透過しなければ X 線吸収量を精度よく測定するこ距離や配位数を検討する場合は，先の例のようにプロファイとができない(極端に高濃度だと X 線が透過しない)． EX-

ルフィッテイングによるパラメーターの最適化が必須である

AFS 測定では，試料による X 線吸収量の適値として，透過ことにご注意いただきたい．また，パラメーター同士が強く

X 線強度が 1以上で吸収端における吸収量変化が20以上相関する組み合わせ(例配位数と DebyeWaller factor，光が目安になる．XANES にのみ注目する場合でも吸収端での電子の平均自由行程

吸収量変化が 5以上あることが望ましい．このような条件等々)があるので，注意して最適化を行うことが必要である．

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

での XAFS 測定に適した試料濃度の計算は試料組成や対象

元素に依存するために少々面倒ではあるが，http://support.

変化によらず発生する蛍光 X 線量はほぼ一定になることを

spring8.or.jp / xafs / history.html よ り 無 料 で 入 手 で き る

簡単な計算で示すことができる．このように，蛍光法は試料

XAFS 試料調製ガイドプログラム等を用いることで容易にの状態によっては吸収スペクトルを正確に推定できない場合計算することができる．なお， X 線エネルギーの走査によがあるため，試料調製を工夫して可能な限り透過法で測定す

り X 線の進行方向や強度分布，単色性(残留高調波成分)がるように努力することが望ましい．なお，基板上の薄膜試料微妙に変化することがあるため，錠剤試料は(1)試料の粉砕の場合，基板が測定対象元素を含まず，膜厚が X 線侵入深が十分に行われていること，(2)錠剤全体にわたって試料がさよりも十分に薄い試料に限り，高濃度な試料でも蛍光法を均一に分散していること，(3)錠剤の厚さが均一であること

用いて XAFS スペクトルを取得することができる．

が求められる．
測定対象の元素濃度が希薄で透過法で測定することができ

XAFS の応用例

ない場合や基板上に形成された極薄膜など十分な量の試料を

硬 X 線域の XAFS が材料評価技術として今日のように広確保できない場合は蛍光法を試すことになる．元素ごとにエく普及した理由は，硬 X 線は透過能が高いことから，温度

ネルギーが決まった蛍光 X 線は， X 線吸収によって生じたや雰囲気などの試料環境制御が比較的容易であること，溶液

内殻軌道の空孔を埋めるために高い準位から落ちてきた外殻試料も測定可能であるなど試料形態の制限が少ないこと，と電子が発するため，蛍光 X 線(特性 X 線)強度には X 線吸収

考えている．このような特徴を活用して，溶液中での反応生量が反映される．つまり，蛍光法は蛍光 X 線強度の入射 X

成物の化学状態の時間変化を追跡する時分割 XAFS 測定(13)線エネルギー依存の測定によって X 線吸収スペクトルを推や，電極電位と燃料電池用卑金属触媒の液中での状態を調べ定している．図.は積算時間や入射 X 線形状などの条件をる(14) 等 々 ， 実 験 者 の 工 夫 次 第 で 種 々 の 試 料 環 境 下 で の同じにして測定した透過法と蛍光法の比較であるが，透過法

XAFS 測定を行うことができるので，施設職員と協力しなでは検出できなかった XAFS 振動が蛍光法では明瞭に観測がら斬新な XAFS 実験に是非挑戦して頂きたい．なお，本できている．

稿では透過法と蛍光法のみを紹介したが，これ以外にも表面

このように，蛍光法は希薄な試料の XAFS 測定に有効で敏感な転換全電子収量法など特徴的な測定法がある．XAFS

あるが， X 線吸収係数と X 線の侵入深さは逆相関の関係にについてより詳しく知りたい方は成書(2)があるのでそちらをあるため，良好な XAFS スペクトルの取得には試料が“十ご参照いただきたい．

分に希薄”であることが必要となる．均一で厚い試料においては，元素による X 線吸収が大きくなると試料内部への X

・ 硬 X 線光電子分光(HAXPES)

線侵入深さが短くなって蛍光 X 線を発生させる実効的な試料体積が小さくなり，発生する蛍光 X 線の量は X 線吸収係

光電子分光は軟 X 線域の放射光を利用した測定に加えて数ほどには増えない．このため，単体金属の箔など測定対象

Al や Mg の特性 X 線を励起光源とした実験室装置が広く普とする元素の濃度が極端に高い場合には， X 線吸収係数の及しているが，硬 X 線域での光電子分光の本格的な利用はSPring 8 の運用開始後となり(3) ，その歴史は 15 年程度にすぎない．しかしながら，試料深部からの光電子を検出するた
めに試料の表面状態による影響が小さく(15) ，測定時の前処理が不要となる場合も少なくない．また，軟 X 線励起では難しい埋もれた界面の化学状態を非破壊で評価できることか
ら利用が急拡大し(16)，最近では大気圧中での光電子スペク
トルの測定や(17)，駆動中の有機半導体デバイスの測定(18)など新しい取り組みが活発に行われている．以下， HAXPESによる試料深部の検討例として，熱酸化膜を有する Si 基板上に形成した厚さ30 nm のペンタセン膜の表面に厚さ10 nmの Au 電極を形成した試料(表面から， Au ( 10 nm )/ pentacene (30 nm)/SiO2(200 nm)/Si 基板)の Si 1s スペクトルの測定例を紹介する．
図.は X 線7940.16 keV の X 線を用いて測定した電圧印
加がない状態でのスペクトル，図.が Au 電極に Si 基板に対 し て － 15 V を 印 加 し た 状 態 で の Si 1s ス ペ ク ト ル で ある．どちらも試料表面に対する光電子の取り出し角( TOA:
図 3.7



蛍光法(上)と透過法(下)で測定( SPring 8
BL19B2 した Ba8Mn2Si40 の Mn K 吸収端の
XAFS スペクトル)．

take off angle)により異なったスペクトルが観測されているが，TOA が小さいほど，試料表面に近い場所で発生した光で強く観測されて電子の割合が大きくなるため， TOA 80 °入 門 講 座・ 入門講座のまとめに代えて測定技術の向上や測定機器の自動化で“拍子抜け”するほど誰でも簡単に測定できるようになってきた(水産物養殖業を生業としている方(漁師さん)が測定のために SPring8 に来所された例がある)が，放射光実験に敷居の高さを感じる方も多いと思われる．まずは，“習うより慣れろ”で，各放射光施設が毎年複数回実施している初心者向け測定実習(研修会)にご参加いただき，体験していただきたい．本入門講
座が放射光利用への敷居を下げる端緒となれば幸甚である．
(完)

文
図3.8

図3.9

Si 基板上に形成した Au(10 nm)/pentacene (30nm)/SiO2(200 nm)多層膜試料における Si 1s 光
電 子 ス ペ ク ト ル ． 上 が TOA 30 °
， 下 が TOAでの測定測定結果である．表面の Au 電極と80°
Si 基板との電位差は 0 V (等電位)に設定している． X 線エネルギーは 7940.16 keV ( Au 4f スペ
クトルで較正)．

表面の Au 電極に Si 基板に対して－15 V の電圧を印加して測定した Au(10 nm)/pentacene (30nm )/ SiO2 ( 200 nm )/ Si 多層膜試料における Si，下が
1s 光 電 子 ス ペ ク ト ル ． TOA は 上 が 30 °
である．
80°

いる光電子運動エネルギーが小さいピークが SiO2 膜深部の状態を反映した信号と考えられる．図 3.9が示すとおり，電圧の印加により 2 つのピークの間隔が広がっていることから， SiO2 膜深部は pentacene との界面に近い部分よりも印加電圧への応答が小さいことを示している．このように，
HAXPES は軟 X 線励起の光電子分光では測定が難しい材料

深部(試料表面から数10 nm 程度)の外場応答を容易に測定できる．

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan献( 1 ) 廣沢一郎ぶんせき，10号(2015), 416
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Hirosawa: Jpn. J. Appl. Phys., 55(2016), 03DD12.
(19) I. Hirosawa, T. Watanabe, H. Oji, S. Yasuno, T. Koganezawa,
K. Tada and N. Yoshimoto: Jpn. J. Appl. Phys., 55(2016),
03DD09.

電磁振動プロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の創製
田 村 卓 也
李
1)

明 軍
2)

「異方性鋳造ネオジム磁石を作りたい．」と磁石の専門家には 793 K と比較的低温であるので，ある温度域において，相談したならば，きっと呆れられるに違いない．多分，磁石

Nd 30 mol  Cu 液相と Nd2Fe14B 固相が共存できる状態ととして成り立つための発現機構に関して詳細に説明して頂け

な る ． 図  に 10 T の 強 磁 場 下 で 1273 K ま で 昇 温 さ せ ，るだろう．実際，ネオジム磁石の組成を溶解・凝固させてもNd 30 mol  Cu 液相と Nd2Fe14B 固相の状態にした後，完

磁石の「じ」にもならない． Nd2Fe14B 相はデンドライト成

全凝固させた試料の光学顕微鏡写真を示す．試料の大きさは長するため，一つの結晶核から発生・粗大化したデンドライ

直径 q5.5 mm ，長さ 20 mm である．白い相が Nd2Fe14B 相

ト結晶は全て繋がっていることが磁石の「じ」にもならないであるが，非常に大きな板状結晶であることがわかる．この最大の要因であろう．磁石となる Nd2Fe14B 相が試料の中でような状態では磁石として機能するはずもなく，強磁場下で微細結晶粒として存在し，更に磁化容易軸の c 軸が配向して冷却したのにもかかわらず，全く鉄にはくっつかない試料でいることが異方性ネオジム磁石として成立させるための条件あった．Nd2Fe14B の結晶構造は c 軸が長い正方晶であり，cである．詳細な磁石の基礎知識に関しては他文献(1)(2)を参照

軸方向に稠密な鉄層を持つため(2)，凝固プロセスを研究してして頂くとして，我々の専門である「凝固プロセス」に関しいる我々としては c 軸方向の結晶成長速度が a, b 軸方向よて少しご説明したい．「鋳造」を辞書で引くと，「金属を溶かりも遅く，板状結晶となっている，つまりは板状結晶の板厚し，型に流し込んで固め，目的の形状物を作ること．」とい方向が c 軸方向と考えるのが当然である．そうなると「電磁うような文言が出てくるであろう．我々はその中の「溶かし・固める」という凝固プロセスを研究している．特に力を入れているプロセスが「電磁振動プロセス」である．電磁振動プロセスとは，直流磁場内で金属液体中に直流磁場と直交する交流電流を印加することにより，金属液体内部に発生する交流電流の周波数と同じ周波数で振動する力(ローレンツ
力)を利用したプロセスである(3)．これまで，我々は電磁振動プロセスによる結晶粒微細化(4)や金属ガラスにおけるガラ
ス形成能向上(5)に関して電磁振動プロセスの効果を見出してきた．これらの効果は液相と固相の電気抵抗が異なるため，
電気抵抗の低い固相に電流が集中し，液相の中で固相が大きく振動する現象が基本原理となっている．
さて，話を「異方性鋳造ネオジム磁石」に戻そう．つまり，我々は電磁振動プロセスにより異方性ネオジム磁石を作製しようと試みているわけである．そのためには液相と固相が混じった状態にできる合金系でなければならない．そこで，Pierre Courtois らが強磁場中で Nd2Fe14B 相の配向実験に用いていた「 Nd 30 mol  Cu 共晶＋ 30 mass  Nd2Fe14B 」合
金(6) を実験に用いた． Nd 30 mol  Cu 共晶合金の共晶温度

図1

10 T の強磁場下で 1273 K まで昇温させ，Nd30
molCu 液相と Nd2Fe14B 固相の状態にした後，完全凝固させた試料の光学顕微鏡写真．

国立研究開発法人産業技術総合研究所 磁性粉末冶金研究センター 磁性材料プロセスチーム(〒4638560 名古屋市守山区下志段味穴ケ洞226698) 1)研究チーム長 2)主任研究員
Creation of the NdFeB Anisotropic Cast Magnet Using the Electromagnetic Vibration Process; Takuya Tamura, Mingjun Li(National
Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Magnetic Powder Metallurgy Research Center, Nagoya)
Keywords: neodymium magnet, electromagnetic vibration, magnetic anisotropy, crystalline orientation, cast magnet
2019年 5 月28日受理[doi:10.2320/materia.58.520]



トピックス

図2

電磁振動印加により，微細化かつ配向化された Nd2Fe14B 凝固組織．(a) 走査型電子顕微鏡(SEM)の二次電子線像(secondary electron image, SEI) (b) 赤線で示した領域にある Nd2Fe14B 相の電子線後方散乱回折(electron back scattering diŠraction, EBSD)画像．代表的な Nd2Fe14B 相の結晶方位も単位格子にて表示している．(c) EBSD 画像からの[001]逆極点図(inverte pole ˆgure, IPF)．結晶方位は(100)から(110)間に集中し，(001)へのズレは 10°以内である．

振動プロセスにより板状結晶を微細化し，更に板状結晶を並る．この結果より， Nd2Fe14B 板状結晶の板厚方向が c 軸方

べることにより配向化させ…最終的に「異方性鋳造ネオジム

向であり，電磁振動プロセスにより Nd2Fe14B 板状結晶を微磁石」ができるに違いない．」という発想に至るまでには時細化・c 軸配向化させることができることが判明した．この間はかからなかった．しかし，電磁振動プロセスにより板状

試料は，鉄に僅かに引き寄せられる程度であったが，微細結晶を微細化することは，これまでの結晶粒微細化等の研究

化・ c 軸配向化それぞれに最適な電磁振動を印加する「 2 ス

成果より容易に想像できるが，果たして板状結晶を並べるこ

テップ電磁振動プロセス」を用いることにより，「 Nd 30

Pierre Courtois らは， Nd2Fe14

mol  Cu 共晶＋ 30 mass  Nd2Fe14B 」合金において，残留とができるのであろうか

B 相が常磁性状態の高温において，結晶構造に起因する磁化

磁束密度 0.38 T ，保磁力 621 kA / m の異方性鋳造ネオジム率の異方性エネルギーのみでは強磁場下で c 軸方向に配向さ磁石を創製することができた．詳細は， Scientiˆc Reports

せるのに十分なエネルギーを与えられないと結論づけていに掲載された論文(7)を参照して頂ければ幸いである．

る(6)．この問題に対する解は電磁振動プロセスの基本原理に今後は， Nd2Fe14B 相増加による高性能化や，他の複合材

あった．それは，「液相の中で固相が大きく振動する現象」

料系にこの電磁振動プロセスによる微細分散・配向化を適用である．お風呂の中で浮かぶ板状のおもちゃを平らな状態でで き れ ば と 考 え て い る ． 本 研 究 の 一 部 は JSPS 科 研 費

沈めたことがあるだろうか

JP19K05071 の助成を受けたものです．

左右に振動しながら水平のま

ま上昇するのである．つまり，板状物体を液相の中で振動させると，流体抵抗を最小にするため振動方向に対して必ず板

文

献

厚方向が垂直になるのである．当然といえば当然のことである．そこで， 10 T の強磁場下で 973 K まで昇温させ， Nd 
30 mol  Cu 液相と Nd2Fe14B 固相の状態で試料の長さ方向に 60 A, 1 kHz の交流電流を 2 min 流すことで電磁振動を印加した後，冷却し試料を完全凝固させた．その試料断面の走査型電子顕微鏡( SEM )像，及び電子線後方散乱( EBSD )結果を図に示す．電磁振動により， Nd2Fe14B 固相が微細化し，望み通り板厚方向が振動方向に対し垂直となっている．
さらに，結晶構造に起因する磁化率の異方性エネルギーによ( 1 ) 金子秀夫，本間基文磁性材料，日本金属学会，(1977)．
( 2 ) 佐川眞人，浜野正昭，平林 眞永久磁石―材料科学と応用―，アグネ技術センター，(2007)．
( 3 ) C. Vives: Metall. Mater. Trans. B, 27(1996), 445455.
( 4 ) M. Li, T. Tamura and K. Miwa: Acta Mater., 55(2007), 4635
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( 5 ) T. Tamura, K. Amiya, R. S. Rachmat, Y. Mizutani and K.
Miwa: Nature Mater., 4(2005), 289292.
( 6 ) P. Courtois, R. P. de la Bathie and R. Tournier: J. Magn. Magn.
Mater., 153(1996), 224230.
( 7 ) M. Li and T. Tamura: Scientiˆc Reports, 9(2019), 5733.

り c 軸方向が磁場印加方向と同じになっていることもわか

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan




図1

.

は じ

め

With JEMARM200F microscope equipped witha monochromator and double aberration correctors in Chalmers University of Technology.

に一方 TEM ナノインデンテーション法では TEM 観察を行

私は 2016 年 3 月に東京大学大学院工学系研究科マテリア

いながら針状の圧子を制御し，狙った場所に局所応力を印加

ル工学専攻にて博士(工学)の学位を取得した後，同年 4 月することができるため，TEM との相性が良い応力印加手法

より京都大学構造材料元素戦略研究拠点の一員として構造材になります．本研究では粒界近傍に圧子を挿入することで導料研究に従事しておりました．この度本稿を執筆する機会を入・伝播する転位と粒界の相互作用を動的に観察することにいただきましたので，拙文ながら私のこれまでの研究を紹介

成功しました．また様々な相対方位関係を有する双結晶試料させていただきたく存じます．

を使うことで，粒界性格依存性も観察することができ，論文としてまとめることができました(1)．

.

研究について
.

お

わ

り

に

私は学生時代から現在に至るまで材料の機械特性に関する基礎研究に従事しております．特に塑性変形や脆性破壊等の私は粒界と転位の相互作用に関する研究の後，粒界破壊に力学現象に対して結晶粒界の存在がどのような影響を及ぼす関する研究を行いました．そこでは粒界に沿って亀裂が伝播のかについて，ナノスケールから現象を理解する取り組みをする際にどこの原子間結合が切れたのかを TEM ナノインデ

行っています．私が学生時代に携わった研究テーマは，粒界ンテーション法を利用して決定することができました(2)．こと転位の相互作用過程の直接観察でした． Hall Petch の関のように TEM その場観察法は通常の観察よりも高度な技法

係に代表されるように粒界の存在は転位運動に大きな影響をや忍耐力を必要としますが，構造ではなく現象を直接可視化

与えることが知られています．しかし，一口に粒界といってできるため，多くの情報を得ることができます．そして材料も両結晶の相対方位関係や粒界面方位によって異なる粒界性研究の発展に大きく寄与する手法であると信じています．

格を有しています．そして，このような粒界性格に依存して

私は本年度 6 月より日本学術振興会海外特別研究員とし粒界と転位の相互作用過程も異なり，その結果として機械特て，スウェーデンのチャルマース工科大学で研究を行ってお性に与える影響も変化することが予測されます．私の研究でります．こちらでも粒界の機械特性や電気物性に関する研究

は実際の変形中に粒界と転位がどのように相互作用するのかを TEM その場観察を用いて行う予定です．

を直接観察し，粒界転位相互作用過程の粒界性格依存性を解明することを目的としていました．

最後になりましたが，これまでご指導いただきました東京
大学大学院工学系研究科総合研究機構の幾原雄一教授，柴田実験に関して申し上げますと，ナノスケールの欠陥構造で直哉教授にこの場を借りて心より感謝申し上げます．また，ある転位を可視化するためには透過電子顕微鏡法(TEM )は

この度「はばたく」に寄稿する貴重な機会を与えてくださっ

必要不可欠な手法です．さらに転位運動や粒界との相互作用た関係者の皆様に深くお礼申し上げます．

は動的な過程ですので，TEM 内で試料に応力を印加し，現象をその場観察しなければなりません．これまでいくつかの

文

献

TEM 応力印加その場観察手法が用いられてきましたが，私が本研究で用いたのは TEM ナノインデンテーション法でした．通常よく用いられる TEM 内引張試験や圧縮試験では試料に均一な応力を印加するため，TEM の限られた視野範囲で現象を発現させることが難しいという難点があります．

( 1 ) S. Kondo, T. Mitsuma, N. Shibata and Y. Ikuhara: Sci. Adv., 2(2016), e1501926.
( 2 ) S. Kondo, A. Ishihara, E. Tochigi, N. Shibata and Y. Ikuhara:Nat. Commun., 10(2019), 2112.
(2019年 6 月10日受理)[doi:10.2320/materia.58.522]

は ば た く◯

将来管理職につく可能性のある女性はいるが，現在管理職に就くための在職年数などの条件を満たしてものはいない．

◯

勤続年数が短く，管理職になるまでに退職する．
これらの回答について，著者は以下のように問題点を指摘します．

◯

管理職が少ない理由を女性の問題と考えている．当事者意識が
ない．


◯

女性に対する企業の差別的制度(間接差別，他)が原因と指摘する企業がない．

私は上記の他に，アンコンシャスバイアス(無意識の偏見)の問題があると思っています．

.

日本金属学会/鉄鋼協会春期講演大会第11回男女共同参画
ランチョンミーティングにて「宇宙飛行士サポートから研究員，研究員から企画管理へ～三児の母として～」という題目で講演をさせていただきました．講演では，材料工学専攻の理由，筑波宇宙センターでの宇宙飛行士支援業務，転職，研究開発，キャリアチェンジ，女性活躍推進についての話をしました．男女共同参画ミーティングだったこともあり，質問タイムでは多くの「女性活躍推進」や「働き方」に関する議論になりました．なかでも印象に残っているのは「社会で活躍するためには，上司の理解が不可欠である」という質問者の言葉でした．質問者は男性でしたが，確かに上司の理解は，育児中の女性だけではなく，共働き・介護をする男性，
外国籍の方， LGBT 等，多様な方々が活き活きと働く上で重要な要素と思っています．ここでは，私が業務で携わっている「女性活躍推進」について取り上げたいと思います．

.

日本の女性活躍推進の歴史と現状

日本の「女性活躍推進」は先進国内だけではなく，世界全体で極端に遅れていることはご存知のことと思います．ベス
トセラー「 LIFE SHIFT 」の著者リンダ・グラットン氏は「日本での女性活躍は，欧米に比べ，60年遅れている」と仰っていました．半世紀以上も遅れていると聞いてショックを受けましたが，歴史を紐解いてみれば，日本政府は様々な改善策として法整備を打ち出しています． 1986 年の雇用機会均等法， 1999 年の男女共同参画社会基本法， 2006 年の雇用機会均等法改正， 2015 年の女性活躍推進法等，盛んに行われてきました．このランチョンミーティングもその一環だと思います．しかしながら，世界経済フォーラムのジェンダー
ギャップインデックスを見ると，日本の総合順位は， 2016
年は144カ国中111位，2017年は144か国中114位，2018年は149か国中 110位でした． 2015年は101位ですから，「女性活躍推進法」を 2015 年に整備したにも係わらず，順位が下がっています．日本政府の努力が，残念ながら実っていないことを示しています．また，日本の男女の賃金格差においては，世界最大レベルです．諸外国では男女の賃金格差は 10～ 20 ですが，日本では 40 弱もあります．これは日本に非正規雇用が多いためですが，同じフルタイム正規雇用においても賃金格差が 30 以上あり，男女の管理職比率が大きく異なることに原因があります．
「なぜ女性管理職が少ないのか」について，シカゴ大学山
口一男著書(1)の中で企業のアンケート結果を示しています．
以下の 3 つが主な回答になるとのことです．
◯

現時点では，必要な知識や経験，判断力などを有する女性がい女性管理職増加の企業におけるメリット

女性管理職を増やすと企業側にメリットがあることが分かっています．日経 BP 麓幸子著書(2)の中では，女性採用率者
比率や従業員比率が中央値より高い企業と低い企業の収益性(ROA)の差はわずか0.4，0,8と小さいのにも係わらず，
女性管理職の高い企業は低い企業と比べて 2.4高くなっており，明確な差が認められていることが分かっています．理由として，女性管理職による生産性の向上が業績に直接影響を及ぼしているとのことです．また，「女性が働きやすい会
社ベスト 100」(日経 WOMAN )に選ばれた 100社を， 5 年間
「管理職登用度」，「女性活用度」，「ワークライフバランス度」，「男女均等度」の 4 つのカテゴリーでの株式パフォーマンス
(累積超過リターン)を比較した結果，特に「管理職登用度」の上位 10 社のパフォーマンスが突出して高い結果が出まし 経営資源た．これは，ステークホルダー(利害関係者)が◯ 適切な評価制度が整っての効率的な配分がされている，◯ ◯◯ の理由により，優れた企業風土を持ち，長期いる，◯的に成長する可能性が高い，と見做していることを示しています．日本の株式市場における外国人投資家のインパクトは大きくなってきています．そして，外国人投資家の注目するファクターとして，クオータ制の後押しもあり，従来以上に女性管理職登用度と資本市場での評価の関係は強くなると考えられます．

.

最

後

に

講演後に名刺交換した方からランチのお誘いを受けました．紹介したい人がいるとのことです．お会いしてみると，紹介された方は産休前で，今後のキャリアについて閉塞感をお持ちでした．一緒に会話していくことで，彼女自身のモチベーションが上がったようで，育児休暇中は自己投資に当てたいと仰ってくださいました．講演が人と人とのつながりを作り，人の役に立てたことに感謝したいと思います．性別やその他の属性によらず，誰もが持てる潜在能力を十分に発揮できる社会にしたいというのは，誰もが同じ意見だと思います．そのギャップを埋める活動を今後も推進していきたいと思っています．

文献( 1 ) 山口一男働き方の男女不平等 理論と実証分析，日本経済
新聞出版社，(2017).
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日本鉄鋼協会「ふぇらむ」Vol. 24 (2019) No. 9 に同時掲載．
(2019年 6 月17日受理)[doi:10.2320/materia.58.523](連絡先〒2358501 横浜市磯子区新中原町 1 番地)

ない．

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japanあることも示されました．
私達の生活から“材料”が見えにくくなり，地道な物性研
究や材料の研究・開発がいかに重要であるかを，一般の，特に若手の人に知ってもらうことが難しくなっている時代であるがゆえに，今回の梅津先生の受賞は，金属学会としても大いに喜ぶべきことと思っています．そして，金属材料分野
が，女性研究者にとって“活躍できる”分野であると広く知ってもらうきっかけにもなると期待しています．
梅津先生がどのような努力や苦労を重ね，乗り越えて来られたか，という話は他に譲りますが，現在私が勤務する奈良女子大学に梅津先生が学生として在籍されていた頃の逸話(研究だけではなく，テニスで全国大会に出る程の実力者だ
った等々)を当時の恩師である松尾先生から伺い，やはり梅
毎年受賞者

津先生は自分のやりたいこと・進む道をしっかりと自らの中が決まると，多くのメディアで取り上げられるので，知って「猿橋賞」という賞を，ご存じでしょうかに持っておられたのだなと感じます．積み重ねてこられたもいる方の方が多いと思うのですが，簡単に紹介しますと“自のが，こうして開花したことは，長年金属学会で共に活動し然科学分野で素晴らしい研究成果をあげた女性研究者に贈らてきた仲間としても誇らしいです．

れる賞”です(1)．この賞は，地球化学者・猿橋勝子氏によっ梅津先生のこれから益々の御活躍を期待すると共に，私達て創設されました(2)．猿橋氏は戦前～戦後間もなくの，まだ

金属学会員もまた，他分野の方々にも興味を持ってもらい，

まだ女性に研究者としての道が開かれていない時代に，水爆評価される研究を進めていきたいですね．

実験で生じた放射性核種の分析で非常に精度の良い分析結果

文を示すなど世界的な業績を上げ，後進の女性に道を開いてく献ださった“パイオニア”です．
猿橋賞の対象となる研究分野は自然科学全般に及び，これまでの受賞者の専門分野は物理・生物・化学・数学・環境・
宇宙・・，と，実に多岐に渡ります．それだけに，“その分野で”だけではなく，“広く他の分野も含めて”みたときに，顕著な業績を上げたと評価される研究をしてようやく受けることができる賞と言えるのです．
39 回目となる今年は，金属学会員である東北大学の梅津理恵先生が受賞されました(図～)．今回の受賞で評価された研究業績は「ハーフメタルをはじめとするホイスラー型
機能性磁気材料の物性研究」で，ハーフメタル物質の電子状態を詳細に調べ，磁性材料としての有用性を示されまし( 1 ) 女性科学者に明るい未来をの会
http://www.saruhashi.net/newhp/index.html( 2 ) 米沢富美子岩波科学ライブラリー157 猿橋勝子という生き方，岩波書店，(2009)．
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Harada, J. Miyawaki and S. Suga: Phys. Rev. B, 99(2019),
134414.
( 4 ) 梅津理恵，大久保亮成，貝沼亮介，石田清仁まてりあ， 49(2010), 462470.
( 5 ) R. Y. Umetsu, K. Kobayashi, A. Fujita, R. Kainuma, K. Ishida,
K. Fukamichi and A. Sakuma: Phys. Rev. B, 77(2008),
104422.
(2019年 7 月19日受理)[doi:10.2320/materia.58.524](連絡先〒630
8506 奈良市北魚屋西町)

た(3)(5) ．また，この研究手法として放射光が極めて有用で

図1



猿橋賞受賞のスピーチ．

図2

猿橋賞受賞者，「女性科学者に明
るい未来をの会」会員の方々と．

図3

猿橋賞受賞を知らせる記
事や，女性研究者を取り巻く環境についてのコメント掲載等．

図4

東北大学金属材料研究所高梨所長とご一緒に．

談

話

室

本
会

告

会

記

事

会費の自動振替のご案内 ………………………………………525
永年会員制度について …………………………………………525
2019年秋期講演大会・各賞贈呈式のご案内 …………………525
日本金属学会・日本鉄鋼協会講演大会相互聴講のお知らせ…………………………………………………………………525
2019年秋期講演大会企画・公募シンポジウム開催のお知らせ…………………………………………………………………526
第 8 回ランチョンセミナー開催 ………………………………526
第 9 回女性会員のつどい「特別企画」 ……………………526
2019年度全国大学材料研究教室協議会講演会ご案内 ………526
2020年春期講演大会外国人特別講演および招待講演募集 …526
会誌・欧文誌編集委員会からのお知らせ ……………………527
第43回技術開発賞募集 …………………………………………528
第70回金属組織写真賞作品募集 ………………………………528

支部行事 …………………………528 行事カレンダー …………………536
掲示板 ……………………………529 次号予告 …………………………539
会誌・欧文誌 9 号目次 …………531 金属学会シンポジウム開催のご案内
新入会員 …………………………534…………………………………540

会

告(ホームページもご参照下さい)

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
調 査 ・ 研 究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〒 仙台市青葉区一番町




 FAX 




TEL 
https://jim.or.jp/
年秋期(第回)講演大会ご案内

会費の自動振替のご案内
2020 年度会費自動振替のご案内を申し上げます．ホームページ
からのお手続きを宜しくお願いいたします．

期場

2019年 9 月11日(水)～9 月13日(金)岡山大学津島キャンパス(〒 700 8530 岡山市北区津島中211)

会
会

ご参加

2019年 9 月11日(水)(ピュアリティまきび「孔雀の間」）
当日受付をお願いします．

詳

ホームページ→2019年秋期講演大会をご参照下さい．

懇親会
細ホームページ入会・会員→会費支払方法
年月日(金)2020年度会費自動振替申込締切 
問合せ・申込書送付先

日本金属学会〒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

会員サービス係

宛FAX 0222236312
%

日時
場所

各賞贈呈式のご案内

2019年 9 月11日(水) 9 : 00～9 : 40
岡山大学津島キャンパス(50周年記念会館金光ホール)

Email: member＠jim.or.jp

日本金属学会・日本鉄鋼協会講演大会相互聴講のお知らせ
永年会員制度について

申込方法当日受付

本会では長年にわたり本会の発展に尽された会員の労に報いるた鉄鋼協会の講演を聴講する場合は，金属学会で従来の参加受付をめ，永年会員制度を設けております．自己申告制となっております

済ませた後，鉄鋼協会受付で相互聴講の申込をする．

ので，該当すると思われる方は，はがき， FAX 又は E mail にて(註)

会員番号，生年月日およびおおよその入会年を記入の上，本会事務局宛お問合わせ下さいますようお願いいたします．

金属学会で講演発表する場合は，金属学会の正規大会参加申込みが必要です．

料金一般・学生・非会員を問わず同一料金申し出られた方について調査確認し，該当者については理事会に諮り，承認の上ご案内申し上げます．
永年会員制度会員歴が継続して 40 年以上でかつ満 71 才以上の会

聴講のみ

3,000円聴講と概要集(ダウンロード権)

6,000円員に対し「永年会員」の称号を贈る．永年会員は正
員会費を免除する．
受付締切

毎年 9 月30日
毎年 1 月 1 日(公社)日本金属学会

永年会員資格付与
問合先〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432
 022223
3685

Email: member＠jim.or.jp

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan







年秋期講演大会企画・公募シンポジウム開催

日本金属学会・日本鉄鋼協会第回女性会員のつどい～特別企画「梅津先生を囲む会」開催～

2019 年秋期講演大会では，下記のシンポジウムを開催いたしま
すので，奮ってご参加下さい．

毎年，秋期講演大会期間中に女性会員の方々が気軽に意見交換で〈企画シンポジウム〉

きる「つどい」を行っておりますが，今回は特別企画として，優れK1

高性能軟磁性材料の現状と課題(9 月13日開催)

た女性科学者に贈られる「猿橋賞」を受賞されました梅津理恵先生

K2

若手科学者へ贈る研究のヒント II～未踏領域へ到達するため(東北大学金属材料研究所)を囲む会を開催します．

K3に～(9 月13日)
自動車の大変革に貢献する材料技術の最新動向(自動車技術

え，女性活躍の推進や働き方について，本音トークを交わしましょ会・日本鉄鋼協会との合同シンポジウム)(9 月12日)

う

男女を問わず会員皆様のご参加をお待ちしております．

梅津先生の子育てしながらの研究生活など実体験談のトークを交〈公募シンポジウム〉

S1

ハイエントロピー合金の材料科学 (9 月11日，12日開催)

主

催

S2

日

日(金)

～
時 年月

S3

材料変形素過程のマルチスケール解析()(9 月12日，13日)
キンク強化の材料科学(9 月11日～13日)

会

場

S4

水素エネルギー材料
(9 月12日，13日)

S5

先進ナノ構造解析に基づく材料科学の新展開(9 月11日～13

S7

参加資格

金属学会・鉄鋼協会参加者．(今回は男性会員もナノ・マイクロスペーステイラリング(9 月12日)
医 療 ・ 福 祉 の た め の Additive Manufacturing の 材 料 科 学 

参加申込

O.K.)学生さん，子連れも welcome♪
当日参加も可能です．事前に参加申込みいただいた方には，弁当を無料提供いたします．

(9 月12日)S8

岡山大学津島キャンパス一般教育棟 D 棟 2 階 D23(金属学会 F 会場)日)S6

日本金属学会・日本鉄鋼協会男女共同参画委員会

8 月31日以降の参加申込み・当日参加される方は，弁当をご持参願います．

マテリアルズ・インテグレーション()―順問題から逆問題へ―(9 月11日，12日)〈KIMJIM シンポジウム〉

参 加 費

無料

問合・申込先(9 月11日(水)1000～1710)

男女共同参画委員会係

Email: gaffair＠jim.or.jp
 0222233685

第回ランチョンセミナー開催



年度秋季
秋期講演大会の会期中に，第 8 回ランチョンセミナーを開催いたします．多くの皆様のご参加をお待ちしております．
主催公益社団法人企

画

株式会社

日本金属学会日時 年月日(木)

会

場

明報社

無料

参加方法

日

時 年月
日(金)～

場

所

岡山大学津島キャンパス内(一般教育棟 D 棟 2 階 D25金属学会 H 会場)

昼休み時間

岡山大学津島キャンパス

参加費

全国大学材料研究教室協議会
講演会ご案内日本金属学会講演会場

講演会

金属付加製造(AM)における材料特性制御のためのプロセ
ス最適化設計

昼食を無料提供いたします．

9 月 11 日(水)は 12  00 より， 9 月 12 日(木)は 8  30 より，参加券を「機器展示会場」にて配布致します．

大阪大学大学院工学研究科

聴講料

教授

小泉雄一郎

無料

金属学会，または鉄鋼協会の大会参加証をご提示下さい．引き換
えにご希望のセミナー参加券をお渡しします．時間になりました
年春期講演大会の外国人特別講演および招待講演募集

ら，参加券をご持参の上，セミナー会場までお越し下さい．
※予定数に達し次第，配布は終了致します．
※ランチョンセミナーは同業者様等のご入場(セミナー参加券をお持ちの場合でも)をお断りする場合がございます．予めご了

春秋講演大会における外国人研究者による特別講演と招待講演については会員からの推薦をもとに，国際学術交流委員会において審承下さい．

議採択し，講演実施細目については講演大会委員会で決定いたしま

参加企業
株 (A 会場)〇オックスフォード・インストゥルメンツ

す． 2020 年春期講演大会における特別講演と招待講演を募集いた「in
situ 加熱で元素マップをライブ観察しますので，下記要領によりご推薦下さい．

TEM 用 EDS 分析シス

テム AztecLive TEM のご紹介」

特別講演

株 (E 会場)〇サーモフィッシャーサイエンティフィック講演者著名な外国人研究者とする．

「 New FIB SEM Hydra Ar ＋イオン FIB を利用した TEM 試料

講演時間30分(討論10分)
採択件数3～4 件

作製と FIB に搭載した SIMS 技術の紹介」(村田薫）

株 TSL ソリューションズ(D 会場)〇滞在費補助10,000円×5 日(上限日数)
その他大会参加費免除，懇親会招待「TEM を用いたナノスケール結晶方位マップの作成」(代表取締
役

鈴木清一)

株 (F 会場)〇NISSHA エフアイエス「低温炉(－ 100°
C～ 600°C)の開発状況， ppb 領域での微量水素測定」
株 (N 会場)〇ヴァーダー・サイエンティフィック

「金属組織解析用試料作製の新製品のご紹介」(高辻博史)

招待講演講演者有益な講演が期待される国内に滞在する外国人研究者とする．
講演時間15分(討論 5 分)
採択件数5 件程度
滞在費補助なし
その他大会参加費免除



本 会 記 事

推薦用紙

照会・推薦書提出先〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432

所定様式(ホームページからダウンロード下さい)により，下(公社)日本金属学会 国際学術交流委員会宛

記メールアドレス宛に「外国人特別講演推薦」と明記しお送

FAX 0222236312%

り下さい．送信後 2～3 日過ぎても受理メールの無い場合は

 0222233685

お問合せ下さい．

Email: gaffair＠jim.or.jp

推薦書提出期日2019年11月20日(水)

◇

◇

◇

会誌編集委員会からのお知らせ

特集企画の投稿募集■材料と資源強度(Special Issue on Resource Intensity behind Materials)
言うまでもなく，材料生産の背後には種々の環境影響が存在する．従来，環境影響として二酸化炭素排出量が代表的な指標として用いられており，データの蓄積により多くの議論ができるようになってきた．一方，「資源」に注目した評価はそれほど多くない．しかし，例えば次世代自動車では，低炭素化が実現できた一方で，大量のレアメタル等が投入されている．このような状況は，材料の背後にある資源強度を評価する指標があまり注目されてこなかったことが原因の一つである．しかし近年，多くの研究者の努力により資源強度に関して一定の成果が集まってきた．本特集では，これらの成果について紹介する．
上記テーマに関する特集を，日本金属学会誌84巻 7 号(2020年 7 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．
掲載予定号

第84巻第 7 号(2020年)

2020年 1 月 6 日(月)
投稿に際しては，日本金属学会会誌投稿の手引・執筆要領(本会 Web ページ)に従うこと．
原稿締切日通常の投稿論文と同様の審査過程を経て，編集委員会で採否を決定する．

欧文誌編集委員会からのお知らせ

特集企画の投稿募集■Nanostructured Functional Materials and Their Applications (ナノ構造を有する機能性材料とその応用(その 3))
本特集号は，2015年に Vol. 56, No. 9(40件の論文を掲載)として第 1 号，2018年に Vol. 59, No. 7(15件の論文を掲載)として第 2 号の刊行を行ったものの継続となる第 3 号に当たるものであり，前回刊行以降の当該分野の進展に関する先端的な論文を募集する．
ナノ構造を有する金属やセラミックス等の材料はバルク材料とは異なる，特異な機能を発現するものが多数見いだされ，それらの機能を工学的に応用して広く社会に浸透してきている．現在までのナノ構造物質に関する研究成果を集約すると共に，今後の更なるナノ構造を有する
材料開発の発展に向けて，以下のトピックスを中心に成果を集める．
―ナノ構造を有する磁性体，誘電体，圧電体―ナノ構造を有する半導体，複合材料，フォトニクス材料―ナノ構造物質の作成と評価技術―ナノ構造を有する物質の応用
上記テーマに関する特集を，Materials Transactions 61巻 7 号(2020年 7 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．
掲載予定号

第61巻第 7 号(2020年)

2020年 1 月 6 日(月)
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(本会 Web ページ)に従うこと．
原稿締切日通常の投稿論文と同様の審査過程を経て，編集委員会で採否を決定する．
著者は，投稿・掲載費用をご負担願います．
問合せ先(会誌・欧文誌共通)〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会 会誌・欧文誌編集委員会
 0222233685

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

https://jim.or.jp/

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan




支部行事

第回技術開発賞「新技術・新製品」記事募集

第回

応募締切

年月日(金)

賞の名称
賞の対象

第43回公益社団法人日本金属学会技術開発賞
まてりあ「新技術・新製品」記事に掲載された記事(59巻1 号から)が選考対象となります．

2020年 9 月の秋期講演大会
申込 URL https://gijyutsu.jim.or.jp/entry

表彰Email: materia＠jim.or.jp
まてりあ 8 号472頁 or ホームページ本会賞の募集

原稿問合先
詳

細

まてりあ係

技術開発賞の問合先

ヤングメタラジスト研究交流会
開催のご案内ヤングメタラジスト研究交流会は，関東支部内の大学や企業に所属する若手研究者の交流を目的とし 2004 年に第 1 回目が開催されて以降，今年で第 16 回目を迎えます．支部内の若手研究者と研究に熱意ある学生が研究活動の報告を通じて互いに交流し，連携を深めることで，関東支部の金属材料研究がより一層活性化することを目指しております．本年度は，JFE スチール株式会社 東日本製鉄
所 京浜地区にて若手研究者による講演およびポスターセッションを開催いたします．また，東日本製鉄所の見学も企画しておりま(公社)日本金属学会各賞係
 0222233685

す．皆様のご参加をお待ちしております．

Email: gaffair＠jim.or.jp
日時 年月日(木)～

場

所(参加者数に応じ変更の可能性があります)第回金属組織写真賞作品募集
応募締切

年月日(金)〒2100855 川崎市川崎区南渡田町 1 番 1 号

JR 鶴見線浜川崎駅より徒歩 5 分
スケジュール(参加者数に応じ変更の可能性があります)アクセス

1245
1300

開会挨拶・諸連絡1300
1430

東日本製鉄所

募集部門

1440
1610

講演「写真賞部門」

1620
1730

ポスターセッション(第 1 部)

1.

光学顕微鏡部門

17301900

2.

走査電子顕微鏡部門(分析，EBSD 等を含む)

3.

透過電子顕微鏡部門(STEM，分析等を含む)賞の名称

第70回公益社団法人日本金属学会組織写真賞

4. 顕微鏡関連部門(FIM, APFIM, AFM, X 線 CT 等)
注光学顕微鏡と透過電子顕微鏡写真，走査電子顕微鏡と透過電子

ポスターセッション(第 2 部)兼懇親会・ポスター賞
表彰式

講演プログラム14401510

顕微鏡写真等の組写真を応募する場合，応募者が最も適切と判

bTi 基形状記憶合金における析出 a 相とその結晶学的特徴(予定)JFE スチール株式会社 スチール研究所 薄板研究部 遠藤一輝

断する部門を選択すること．
申込要領

見学

下記 URL の申込フォームにより説明文を入力し，写真
作品データを提出する．

1510
1540

高炭素鋼線のミクロ組織評価を通じて学んだ研究遂
行術【写真作品】

産業技術総合研究所 エレクトロニクス・製造領域

 写真データの解像度は， A2 版サイズを前提に 400 dpi 以上とす◯

る．

製造技術研究部門 権藤詩織
1540
1610

分散強化合金の降伏応力と加工硬化の結晶塑性解析

 写真データは PDF または画像ファイル( jpg など)で提出する．
◯(それ以外はプレビュー表示が出来ない)

木更津工業高等専門学校 電子制御工学科 奥山彫夢

参加費

 写真と図の組み合わせでも提出は可(写真，図への挿入文字は小◯懇親会費のみ2,000円/一般，無料/学生

参加申込方法交流会に参加をご希望の方は/(金)までに氏名，所さすぎないこと)．
 作品には，応募者名，共同研究者名を記載しない．
◯

属，連絡先， E mail などを下記リンクの登録フォームからご応 応募作品数には制限を設けない．
◯

募下さい．

 他学協会等の同様の賞を受賞していない作品であること．
◯

詳細まてりあ 8 号473頁 or ホームページ本会賞の募集

申込 URLhttps://picture.jim.or.jp/entry
送付・問合先 (公社)日本金属学会 各賞係
 022
2233685

https://forms.gle/nhuE3Phr2zw36ASa7
ポスターセッションについては，運営の都合上，下記の通り別途締切を設けます．
学生ポスターセッション/(金)
ポスター仮題とともにご応募下さい．

Email: gaffair＠jim.or.jp

/(金)
ポスターアブスト提出締切
申し込み時にフォーマット(A4 の 3 分の 1 ページ分)をお送りします．
ポスターサイズA0 サイズ(841 mm×1189 mm)縦型
問合せ先

株 兵藤義浩
JFE スチール
東京大学大学院工学系研究科

江草大佑

Email: yhyodo＠jfesteel.co.jp/egusa＠stem.t.utokyo.ac.jp

◇



◇

◇

本 会 記 事


休日土曜日，日曜日，祝日，年末年始，夏季休日

保険(短期)文部科学省共済組合保険，(長期)厚生年度秋季講演会

年金保険
勤務形態

日

時 年月日(金)時分～

場

所

講

演


◯

本多記念講演会

株
日本製鉄

大分製鉄所


◯

任期 5 年(ただし，再任は審査により 1 回限り 3 年，
最長 8 年まで)

コミュニケーションセンター

大ホール

常勤(任期あり)

提出書類




履歴書(市販用紙可，写真貼付，連絡先電話番号，



研究業績リスト(著書，査読付き学術論文，国際会

メールアドレスを明記，所属学会を記載すること)
九大名誉教授 高木節雄

多結晶フェライト鋼における降伏ならびに降伏後の変形

議論文，その他(国内会議論文，総説・解説，招待

湯川記念講演会

講演，特許，受賞，社会貢献実績等)に分類して記

日本製鉄フェロー 吉永直樹

安心・安全を支える最近の自動車用ハイテンの動向

◯

載)

講演討論会




主要論文別刷(3 編，コピー可)

テーマ安心・安全に関する高機能鋼板



学会および社会における主な活動状況(所属学会，

高延性造船用鋼板「NSafe(r)Hull」による船舶衝突安全性の学会等における役職・委員歴，国際会議・国内学会

日本製鉄主幹研究員 市川和利

向上での委員暦，など)

自動車用超ハイテンに関する高機能化の取組み

外部資金獲得実績(科研費，産学連携プロジェク



神戸製鋼所主任研究員 村上俊夫

低炭素鋼溶接部の信頼性評価
参加料

無料

定

約150名
株 大分技術研究部
日本製鉄

員

問合先

ト，財団助成金，機関内競争経費，など代表者・分熊大教授 寺崎秀紀

担者の別を明記．その他アピールできる事項)

横井龍雄

 097553
2282




これまでの研究概要( A4 判， 2 ページ程度)と今後の研究計画(A4 判，1 ページ以内)

教育についての実績と抱負(A4 判，1 ページ以内)

応募者について所見を伺える方 2 名の連絡先(氏名，所属，職位，電話，電子メールアドレス)

Email: yokoi.47n.tatsuo＠jp.nipponsteel.com※

なお，選考状況により別途書類の提出を求めることがあります．

選考方法

書類審査(選考は本学の教員選考基準による)



面接書類審査により適格とされた応募者に対し個別に連絡した後，実施します〈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◇豊橋技術科学大学大学院工学研究科
機械工学系 教員(助教)公募◇
募集人員

助教名

所

機械工学系

属

専門分野

※

令和元()年月日(金)(必着)

書類送付先〒4418580 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘 11
豊橋技術科学大学 大学院工学研究科 機械工学系
系長

朱記し，書留で郵送して下さい
問合せ先

機械工学系 教授

担当科目

そ の 他




Email: miura＠me.tut.ac.jp
応募書類は返却しません(返却を希望される場合
返信用の封筒(切手あるいは着払いの伝票が添付されたもの)を同封して下さい)

材料・生産加工分野

個人情報保護法に基づき，応募書類に含まれる個人
情報は本選考の用途以外には使用しません

面接等，来学に関わる費用は応募者の自己負担となります

博士あるいは PhD の学位を有するか着任までに取得見




込みの方

※

工学実験，機械創造実験，プロジェクト研究などに関す

三浦博己(コース長)

 053244
6697

よび強度・破壊特性評価に関する分野
応募資格

足立忠晴

※ 「材料・生産加工分野教員(助教)応募書類在中」と

各種構造・機能材料におけるナノレベルでの組織制御お選考結果に関する個別の問合せには応じない

応募締切

選考結果は，審査終了次第，本人宛に通知します
必ず下記の URL をご参照下さい．

https://www.tut.ac.jp/about/kyoinkoubo.html

る科目※

日本語を母語としない場合は，学内諸業務ができる
日本語運用能力を有する方※※る学生指導補助ができる方が望ましい

筑波大学材料学，材料力学等の基礎学問に立脚し，最先端のスマートマテリアル開発に関する分野(助教 1 名)

男女共同参画の視点から，女性教員の採用を積極的

応募締切 年月日(月)に進めます筑波大学システム情報系公募情報

教育研究のグローバル化を推進するため，英語によ採用予定時期

令和 2(2020)年 4 月 1 日以降できるだけ早い時期

待給与採用時における本学給与規程による(全国立遇

http://www.eis.tsukuba.ac.jp/recruit

大学を対象に年俸制と退職金制度を両立させた新制度が発足する可能性がある．）


諸手当扶養手当，住居手当，通勤手当，単身赴任
手当等




※要件を確認のうえ支給

勤務時間8301715を基本とする裁量労働制

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan◇兵庫県立大学大学院
材料・放射光工学専攻
募集人員

工学研究科
教員公募◇

◇名古屋大学未来材料・システム研究所 准教授 公募◇

准教授名

募集人員

准教授名

所

未来材料・システム研究所

属

ター(男女共同参画を推進していますので女性研究者の応募

附属高度計測技術実践セン

電子顕微鏡計測部

詳細は HP 参照https://www.imass.nagoyau.ac.jp
名古屋市千種区を歓迎します)募集内容

属

材料・放射光工学専攻

勤 務 地

専門分野

トポロジカル材料工学

概

ポスト「京」スーパーコンピュータの利用を視野に入れ，

着任時期 2020年 4 月 1 日以降のできるだけ早い時期
公募する研究領域 持続可能な資源循環型社会を世界規模で実現す大規模数値計算により強相関物質におけるトポロジカル

るために，環境と調和する様々な機能性・省エネルギー材料など

量子現象を利用した高機能材料の開発，および新機能創の開発が求められています．そのために，最先端高機能材料の創出を目的とした理論研究と教育を実施できる人材を公募

製・分析・開発に関連する研究領域の課題達成に貢献できる人材する．

を公募します．今回は，特に電子顕微鏡を利用した高度な観察・

所

要

教育担当

測定技術を開拓でき，ナノ領域物性研究を推進する研究プロジェ

大学院〈博士前期〉量子統計物理学，材料工学特別演習

クトを担当いただける人材を募集します．

〈博士後期〉信頼性材料工学セミナー
学部

募集研究分野量子反応工学，機械・材料工学実験，材料工学実験，卒業研究その他関連分野の講義を担当する場

材料工学，物性物理学

小分類

金属物理，無機材料物性，電子顕微鏡学

日(月)

必着
応募締切 年月

合がある
応募資格

大分類

応募方法

博士の学位を有し，上記専門分野の研究と教育に意欲が以下の書類を，応募期間内(必着)に以下へ郵送．

※書留で「高度計測技術実践センター教員応募書類在中」と朱書

ある方
着任時期

令和 2 年 4 月 1 日

きのこと．応募書類はプリントアウトしたもの 1 部およびそ

応募書類

1.

れを PDF 形式のファイルにして USB メモリに格納して提出すること．

履歴書(写真貼付，学歴は高等学校卒業以降，職歴，賞罰等)様式 1

2.

研究業績(著書，論文等)様式 2 および主要論文別

刷り(5 編まで，コピー可)

絡先記載)

3.

教育歴および学会・社会における活動等様式 34.

これまでの主要な研究概要(2,000字程度)様式 4

 総説・解説など，◯
 特許，◯
 受賞，◯
 招待講演，◯
 外部資
◯

5.

教育・研究への抱負(2,000字程度)様式 5
推薦書 1 通または応募者に対して意見を伺える方 2

会貢献に分けて記載)[共著者名はすべて掲載順に記入し，自

6.




名の氏名・役職と連絡先を記載した書類

身の箇所に下線を付すこと．］

書類審査および面接(模擬授業を含む)による

書類提出先

大学院工学研究科長



これまでの教育・研究の概要(任意形式で A4 用紙 3 ページ



着任後の研究プロジェクト課題名とその研究計画(任意形式

総務課気付

以内)

川月喜弘 宛で A4 用紙 3 ページ以内，研究プロジェクト期間は 510年)＊封筒に「材料・放射光工学専攻准教授(トポロジカル

問合せ先 研究業績リストに※印を主な論文 5 編以内の別刷り(上記

付すこと．
）

〒671
2280 姫路市書写 2167

兵庫県立大学姫路工学キャンパス

 査読付き論文，◯
 国際学会論文，◯
 著書，
研究業績リスト(◯
 学会活動を含む社金獲得実績(代表・分担に分けて記載)，◯

応募締切 年月日(月)必着
選考方法

履歴書(書式自由，写真貼付，電子メールアドレスを含む連材料工学)応募書類在中」と朱書きし，簡易書留で送

教育研究に関する抱負

付すること．応募書類は原則として返却しません．



所見を求めうる方(2 名)の氏名，所属，連絡先〒4648603 名古屋市千種区不老町

材料・放射光工学専攻

専攻長

書類送付先

菅誠一郎

 0792674925

名古屋大学研究所未来材料・システム研究所

Email: koubo208＠eng.uhyogo.ac.jp

岩田

公募の URL

所長

聡 宛※書留で「高度計測技術実践センター教員応募書類在中」と朱書

http://www.eng.uhyogo.ac.jp/outline/koubo/index.html

きのこと．応募書類はプリントアウトしたもの 1 部およびそれを PDF 形式のファイルにして USB メモリに格納して提出
すること．
問合せ先

名古屋大学未来材料・システム研究所
践センター長齋藤

高度計測技術実晃Email: saitoh＠imass.nagoyau.ac.jp(＠前後のを削除．）
 052
7893596

◇



◇

◇

本 会 記 事日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文Vol. 83, No. 9（2019）―特集「超伝導材料最前線 ―実用化に向けた組織制御技術の進歩―」―特集「超伝導材料最前線 ―実用化に向けた組織制御
松本 要 熊倉浩明
技術の進歩―」によせてAgシースBi-2223超伝導線材の開発(オーバービュー)
長部吾郎

母材への元素添加による新しい内部スズ拡散法
Nb3Sn 線材組織制御(レビュー)
伴野信哉

森田太郎

余

洲

谷貝

剛

太刀川恭治

ケ ー ブ ル 応 用 に 向 け た 金 属 テ ー プ 上 BaHfO3 添 加
SmBa2Cu3Oy 多層薄膜の縦磁場中 Jc 特性
杉原和樹

一野祐亮

土屋雄司

一瀬

中

吉田

隆

成膜温度を変化させて作製したYBa2Cu3O7＋BaHfO3薄膜の磁束ピンニング特性
堀出朋哉

鳥越健太
石丸 学

喜多隆介
淡路 智

中村亮太
松本 要

市販されているコーテッドコンダクター(希土類系超電導テープ線材)の微細組織と臨界電流
一瀬

中

土屋清澄

菊池章弘

小黒英俊

Vapor-Liquid-Solid 成 長 法 を 用 い て 作 製 し た
Y2BaCuO5 を添加した YBa2Cu3Oy 高温超伝導薄膜の土屋雄司 田尻修也 一野祐亮
磁束ピンニング特性
一瀬

中

吉田

隆

マグネシウム気相輸送法による高純度 MgB2 超伝導佐野川 悠 山本明保
多結晶バルクの開発
PIT 法によるステンレスと Ag-Sn 合金で二重被覆した鉄系 Ba-122超伝導テープの作製と特性
戸叶一正

Z. Gao

松本明善

菊池章弘

熊倉浩明

Quantitative and Qualitative Relationship between Microstructural Factors and Fatigue Lives
under Load- and Strain-Controlled Conditions of
5Al
2Sn
2Zr
4Cr
4Mo (Ti-17) Fabricated UsTi
ing a 1500-ton Forging Simulator
M. Niinomi, T. Akahori, M. Nakai, Y. Koizumi, A. Chiba,
T. Nakano, T. Kakeshita, Y. Yamabe-Mitarai, S. Kuroda,
N. Motohashi, Y. Itsumi and T. Choda

Suppression of Grain Boundary a Formation by
Addition of Silicon in a Near-b Titanium Alloy
Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Huihong Liu andTomonori Kitashima

Low Springback and Low Young's Modulus in Ti
29Nb
13Ta
4.6Zr Alloy Modified by Mo Addition
Qiang Li, Qiang Qi, Junjie Li, Masaaki Nakai,
Mitsuo Niinomi, Yuichiro Koizumi, Daixiu Wei,
Kenta Yamanaka, Takayoshi Nakano, Akihiko Chiba,
Xuyan Liu and Deng Pan

Effects of Fe on Microstructures and Mechanical(0, 2, 4, 8)Fe Alloys
15Nb
25Zr
Properties of Ti
Prepared by Spark Plasma Sintering
Qiang Li, Xufeng Yuan, Junjie Li, Pan Wang,
Masaaki Nakai, Mitsuo Niinomi, Takayoshi Nakano,Akihiko Chiba, Xuyan Liu and Deng Pan

Development of Low-Cost Manufacturing Process
and Effects of Adding Small Amounts of Ta, O,
and N on the Physical and Mechanical Properties
of Highly Biocompatible Ti Alloys
Yoshimitsu Okazaki

Preparation of Titanium Alloy/Bioactive Glass
Composite for Biomedical Applications via SelecSungho Lee, Jong Yeong Oh,tive Laser Melting
Soichiro Mukaeyama, Shi-Hai Sun and Takayoshi Nakano

Production of Superplastic Ti
6Al
7Nb Alloy Using High-Pressure Sliding Process

Vol. 60, No. 9（2019）

Kyohei Watanabe, Maki Ashida, Takahiro Masuda,
Petr Kral, Yoichi Takizawa, Manabu Yumoto,
Yoshiharu Otagiri, Vaclav Sklenicka, Takao Hanawa andZenji Horita―Overview―
Radiation Tolerance of Ultrafine-Grained Materials Fabricated by Severe Plastic Deformation

Mechanical Properties of Additively Manufactured
Porous Titanium with Sub-Millimetre Structural
Masato Ueda, Masahiko Ikeda, Shigeo Mori,
Units

Nariman A. Enikeev, Valentin K. Shamardin andBertrand Radiguet

Kenji Doi, Hisashi Kitagaki and Shuntaro Terauchi

Materials Transactions 掲載論文

―Special Issue on Latest Research and Development ofStructural and Functional Titanium-Based Materials―
Takayoshi Nakano, Takayuki Narushima,
PREFACE
Takao Hanawa, Masato Ueda, Yoko Yamabe-Mitarai,
Tadashi Furuhara, Hideki Hosoda and Mitsuo Niinomi

Effect of Forging Temperature on Microstructure
Evolution and Tensile Properties of Ti-17 Alloys
Yoko Yamabe-Mitarai, Syuji Kuroda, Norie Motohashi,
Hiroaki Matsumoto, Goro Miyamoto, Elango Chandiran,
Yoshinori Yoshida and Yoshio Itsumi

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

Enhanced Cell Proliferation on Biomedical Titanium Surfaces by Laser Ablation-Induced Micro- andNanoscale Hybrid Structures
Hwa-Teng Lee and Ching-Chi Lin

Fabrication of the Silicate Containing CaTiO3 Filmwith Hydrophilic and Smooth Surface on Titanium
to Improve Osteoconductivity
Liwei Zhu, You Saito, Koji Koike, Kensuke Kuroda andMasazumi OkidoFormation of Photocatalytically Active TiO2 LayNb Alloys by Two-Step Thermal Oxidaers on Ti
Shota Sado, Takatoshi Ueda, Yosuke Tokuda,
tion

Influence of Gamma Irradiation on Properties of
Ferroelectric Composite from Cellulose Nanoparticles and Triglycine Sulfate

Naoki Sato, Kyosuke Ueda and Takayuki Narushima

Mai Bich Dung and Hoai Thuong Nguyen

Photocatalytic Performance of an Anodic TiO2
Layer Fabricated in a NH4NO3/Ethylene Glycol
Electrolyte with Various Crystallographic Phases

Enhanced Property of W
Cu Composites by Minor
Xiaojuan Gong, Shu Yu, Yunping Li
Addition of Ag

Mingxue Bai, Shunya Nakazono, Kaho Yamaguchi and
Naofumi Ohtsu

Temperature Dependence of Activation Enthalpy
6Al
4V
for Yielding in Bimodal Ti
Bhargavi Rani Anne, Masaki Tanaka andTatsuya Morikawa

High Temperature Tensile Deformation Mode and
6Al
4V Alloy
Microstructural Conversion of Ti
) Duplex Starting Microstructurewith the (a ＋ a′
Hiroaki Matsumoto and Hiromasa Ito

Effect of Oxygen Addition on the Formation of a″Martensite and Athermal v in Ti
Nb Alloys
Sota Kawano, Sengo Kobayashi and Satoshi Okano〈113〉Deformation Twinning on
Effects of {332}
Mn System Alloys
Fatigue Behavior of Ti
Ken Cho, Kohei Yuki, Hiroki Kobata, Mitsuo Niinomi and
Hiroyuki Y. Yasuda

a-Phase Precipitation Behavior in b-Type Ti
15V
3Cr
3Sn
3Al Alloys Aged by Different Aging
Processes, Investigated Using Transmission Electron Microscopy
E. Sukedai, T. Hashiguchi, M. Naruse and E. Tanabe

Effect of C and Al Elements on High SpecificResistance and High Rigidity of Ultra-High
Strength TiC(1－X)/Ti Metal Matrix Composites
Fabricated by Blended Elemental Reactive SinterTadahiko Furuta, Katsuomi Shiina,
ing
Yoshihisa Ueda, Shinobu Shimazaki andKiyoharu Nakamura―Regular Article―

and Hu Yang

Effects of Microstructure on Mechanical Properties of Harmonic Structure Designed Pure Ni
Masaya Nagata, Naoki Horikawa, Mie Kawabata andKei Ameyama

Enhanced Dendrite Coarsening and MicrosegregaCu Alloy under a Steady Magnetic Field
tion in Al
Shengya He, Tongjun Zhan, Chuanjun Li, Weidong Xuan,
Jiang Wang and Zhongming Ren
Mechanics of Materials

Investigation on Simplified Equation for Estimating J-Integral of Adhesive Joint and Its Application to Galvannealed Steel Plate
Kensuke Ogawa, Ryusei Maeda, Takaya Kobayashi,
Eiichiro Yokoi, Toru Furusawa, Kenji Takada and
Masaki Omiya

Mechanism behind the Crack Formation in Hydrogen Doping Cz-Si Crystal Growth
Wataru Sugimura, Kousuke Takata, Masaki Tanaka andKenji Higashida
Materials Chemistry

Investigation of Sintering Behavior in Low-alloyed Steel Powder Containing TiB2 Particles
Nobuhiko Matsumoto, Toshitake Miyake, Mikio Kondoh,
Yusuke Oishi and Kazuhiro Toyama

Anisotropic Electric Conductivity and Battery
Performance in C-axis Oriented Lanthanum Silicate Oxyapatite Prepared by Slip Casting in a
Strong Magnetic Field
Tohru S. Suzuki, Satoshi Takahashi, Tetsuo Uchikoshi,
Takamasa Ishigaki and Kiyoshi Kobayashi

Tunability of Mg2Si Bandgap by Formation of Mg2(Si, C) with an Anti-Fluorite Structure Examined
by First-Principles Calculations

Influence of Zn Content on Grain Boundary
Precipitates on Stress Corrosion Cracking of Al
Zn
Mg Alloys under Environments Containing
A. Chiba, S. Takamori, M. Ode
Chloride Solutions

Yoji Imai, Atsushi Yamamoto and Ken-ichi Takarabe

and T. Nishimura

Materials Physics

Microstructure of Materials

Strengthening Mechanisms of Powder Metallurgy
Extruded CP Titanium Materials with Zirconium
and Oxygen Solid Solution via Decomposition ofZrO2 Additives in Sintering
Mizuki Fukuo, Shota Kariya, Junko Umeda,
Katsuyoshi Kondoh and Masato Yoshiya

Goss Orientation Evolution in Ti
5.5Mo
8Al
6Zr
Shape Memory Alloy upon Heat Treatment
Yuri Shinohara, Tomoya Sasaki, Masaki Tahara,
Hideki Hosoda and Tomonari Inamura

Solidification of Aluminum Plate and Cylinder InToshiro Owadano
duced by Heat Transfer

Preparation of Nanoporous CeO2 Catalyst Supports by Chemical Treatment of Amorphous Alloys
and Investigation of Ni/CeO2 Catalytic Activity
Ai Nozaki, Ryosuke Fujiwara, Chiyako Ueda,
Ayane Yamashita, Hiroaki Yamamoto and Masao Morishita

Effect of Titanium on Oxidation Behavior of HighYoshiharu Inoue,
Purity Ferritic Stainless Steel
Nobuhiko Hiraide, Atsutaka Hayashi and Kohsaku Ushioda
Materials Processing

Evaluation Method of Formability through Development onto Tangential Planes: Geometrical
Evaluation for Forming of Closed Section Parts
Masahiko Sato, Akihiro Tokugawa,from Sheet
Yukihisa Kuriyama and Katsuyuki Suzuki

本 会 記 事Influence of Various Elements on Primary Crystal
Temperature and Carbon Equivalent in Hypo-Eutectic Cast Iron

Enhancement of Perpendicular Exchange Bias byIntroducing Twin Boundary in Pt/Co/a-Cr2O3/
a-V2O3 Epitaxial Film

Toshitake Kanno, Yuki Iwami and Ilgoo KangYu Shiratsuchi, Saori Yoshida, Satoshi Onoue,
Chiharu Mitsumata, Nobuhito Inami, Tetsuro Ueno,
Kanta Ono and Ryoichi Nakatani

Effect of Alloying Element on Si Phase Precipitation from Si-Supersaturated a-Al Solid Solution in
JIS ADC12 Alloy Die Castings during Heat TreatShuxin Dong, Yasushi Iwata, Jun Yaokawa,
ment
Kazuma Hibi and Keiichiro Oh-ishi

Numerical Simulation of Cut Surface Shape andResidual Stress Distribution in Shearing Process
Masaru Fukumura, Yoshiaki Zaizen, Takeshi Omura,
Kunihiro Senda and Yoshihiko Oda

Microscopic Observation of Precipitation Behavior at Friction Stirring Zone of Super Duplex
Itto Sugimoto, Seung Hwan C. Park,
Stainless Steel
Satoshi Hirano, Hikaru Saito and Satoshi Hata

Evaluation of Mass Transfer in an Aluminum Melting Furnace Stirred Mechanically during Flux
Kenya Kato, Takuya Yamamoto,
Treatment
Sergey V. Komarov, Ryosuke Taniguchi andYasuo Ishiwata
Engineering Materials and Their Applications

Electrical Property Improvement of Copper Filler
Conductive Adhesive with Low-Melting PointMichiya Matsushima, Yusuke Takechi,
Metal Bridge
Shogo Minami, Shinji Fukumoto and Kozo Fujimoto

A Low Temperature Fabrication and Photoactivityof Al2TiO5 in Cinnamic Acid Degradation

TiO2＠SiO2 Nanoparticles Functionalized with
Para-Aminobenzoic Acid (PABA) by Fisher
Esterification ReactionMaráƒa L. Carrera-Jota, Margarita Garcáƒa-Hern áandez,
Ernesto Rivera-Becerril, Jorge H. Luna-Domáƒnguez,AngelÁ
de J. Morales-Ramáƒrez, Arturo L áopez-Marure,
Perla Y. L áopez-Camacho and Brenely Gonz áalez-Penguelly

The Flow Softening Behavior and Deformation
Mechanism of AA7050 Aluminum Alloy
Qunying Yang, Xiaoyong Liu, Yongxin Liu, Xiangze Fanand Mei Shu

Three-Dimensional Morphology ofAl
Ca Alloy
Precipitates in a Mg

C15 Al2Ca

Sakiko Kashiwase, Mariko Unekawa, Hiromu Hisazawa andYoshihiro Terada

Positive Effects of the Ultrasound on Biosynthesis, Characteristics and Antibacterial Activity of
Silver Nanoparticles Using Fortunella Japonica
Nguyen P. Anh, Duong N. Linh, Nguyen V. Minh andNguyen Tri
Environment

Direct Deoxidation of Ti by Mg in MgCl2
HoCl3
Flux
Lingxin Kong, Takanari Ouchi and Toru H. Okabe

Nguyen D. Trung, Ha C. Anh, Nguyen Tri, P.H. Phuong andHoang T. Cuong

Erratum
Announcement

・

刃物の金属組織学

・

身近な刃物・日本刀・隕鉄

驚きの真実
朝倉健太郎 著

筆者は今まで，各種刃物の組織や製法についての「刃物あれこれ」

刀，はさみなどについて，金属組織，ビッカース硬さ，刃角度に注と，はさみに関する「髪の毛を切るってなんだろう」の 2 冊の本

目してそれぞれの刃物について詳細に載せている．特に第 10 章のを共著で出版している．本書はこれまでの 2 冊の刃物とはさみの「100円包丁と100円はさみ」の章では，これらの刃物がサビやすい

内容を超え，包丁，はさみ，農具刃物，大工道具，カッターナイフ

金属学的な考察があり，興味深い．第11章「刃角度と 3D 測定マイなどの身近な刃物や日本刀，隕鉄の組織とその機能・特殊性についクロスコープによる測定と実測値の比較」では，非接触で面を 3Dてまとめた「刃物の本」である．

測定できる 3D 測定マイクロスコープを用いて非破壊で刃角度の測

第 1 章の「刃物の歴史」では，隕鉄から日本刀，包丁，はさみ，定を行い，刃角度の精度について検討している．第12章では，「越農具刃物から大工道具まで，幅広く刃物の歴史を扱っている．第 2

前打ち刃物体験教室」で筆者が実際に体験した打ち刃物(包丁)の製章の「金属の基礎知識」では，金属の基礎知識として，鉄炭素系法を，多くの写真を使って詳細に紹介している．第13章では，「付の平衡状態図や鋼の各組織，焼き入れや焼き戻しの処理などについ録」として材料の特質を知るために，硬さの測定方法や各種試験機ての平易な説明があり，金属が専門でない読者にも内容がわかるよの概要，硬さ換算表，鋼の火花による炭素量の簡易分析，倍率スケ

うに配慮されている．第 3 章では，隕鉄を扱っていて，隕鉄が Fe

ールからの倍率換算表など，本書の内容の理解を助けるための有用

Ni Co 合金で，組織観察からほとんどの組織が擬等軸フェライト

な情報を載せている．

で，内部組織も極微細粒であることを明らかにしている．第 4 章
では，ステンレス鋼の歴史と分類，金属の強化因子について詳しく説明されている．
第 5 章から第 10 章までは，包丁，農具刃物，大工道具，日本

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

本書は，従来の刃物の本の範疇越えた，「刃物の本」の集大成であると言える．
(愛知教育大学

教育学部

北村一浩)

〔2018年 B5 判 アグネ承風社 約400頁 8500円＋税〕



(2019年 6 月21日～2019年 7 月22日)

正員

ZHOU ZHENXING 東北大学
味 戸 沙 耶 東北大学
石 川 善 恵 国立研究開発法人産業技術総合研究所
井 上 謙 一 日立金属株式会社
牛 飼 隆 昭 株式会社日立製作所
片 岡 理 樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所
勝 部 大 樹 長岡技術科学大学
柴 田 基 洋 東京大学
菅 江 清 信 日本製鉄株式会社

学生

伊藤忠テクノソリューションズ株式会社

小笠原拓哉
岡田
魁
岡出健太朗
小川広容
奥村貴大
尾崎稔樹
尾田誠司
落合祐介
尾堂裕隆
小野寺 巧
小尾拓野
柿本亮平
霞
佳龍
片山靖和
片山
昇
蟹谷
望
上澤将大
上村
源
河口紘明
川田拓哉
川西洋太
川堀
龍
河村茉里
菅野匡宏
神原
新
菊池修平
北浦孝直
北野裕人
北原慎吾
木下賀登
木村勇太
葛谷慎吾
工藤大輝
久保田侑治
窪田陸人
窪前友宏
隈元
健
久米井康志
蔵谷太朗
黒川拓也
呉
燦栄
小石川直生
合戸信之介
古賀詩悠

東京工業大学太陽鉱工株式会社
京都先端科学大学
東北特殊鋼株式会社
臼井国際産業株式会社
東京医科歯科大学
名古屋大学
長岡技術科学大学
東芝エネルギーシステムズ株式会社

藤岡正弥
宮嶋一樹
最上譲二
山口裕史
山崎
強
山崎敏広
山下隼人
山ノ内友里香
渡邊厚介

北海道大学

古賀拓郎
児玉春奈
湖東弘樹
後藤宏基
古仲雄亮
小西淳之
古野慎二
小林幸央
小林佳弥
菰田誉大
小屋
聡
斉藤
凌
匂坂康平
佐久間広夢
櫻木智仁
迫 優太朗
佐々木志帆
佐々木 和
佐藤俊太郎
佐藤瑞起
佐藤基岐
更山
楓
沢田仁志
塩沢優大
重松和磨
志藤悠平
島守日菜
下田慶人
首藤洋輔
庄司理信
白井杜都
末丸直也
菅沼諒耶
杉内一彦
杉野誠紀
杉山将崇
圖子光樹
鈴木
竣
春原光希
清野雄太
鷹野陽弘
高橋征也
高山隼太朗
滝本健太

東北大学

株式会社淀川製鋼所
東北大学
株式会社クボタ
日本製鉄株式会社
伊藤忠テクノソリューションズ株式会社
大阪大学
北海道大学
名古屋工業大学員

相磯
匠 東北大学
青 木 愛 美 関西大学
阿 賀 一 朗 大阪大学
浅 野 真 由 同志社大学
荒木翔 大阪大学荒木
航 東北大学
Alijani Fatemeh 同志社大学
伊井杏 香川大学飯島穰 東北大学
池 野 浩 平 東京工業大学
生 駒 隼 人 関西大学
生 駒 真 人 関西大学
石 川 達 裕 筑波大学
石 黒 琢 己 三重大学
石 橋 春 佳 長崎大学
市 川 大 樹 東北大学
一瀬顕 北海道大学
井 手 泰 徳 九州大学
伊 藤 志 将 大阪大学
井 俣 竜 士 大同大学
今 泉 冴 香 東北大学
今 川 雄 大 大阪大学
岩 井 裕 太 関西大学
上野裕次郎 東京大学
上村
海 長岡技術科学大学
上 山 椋 平 大阪大学
内 堀 宗 民 東海大学
内 村 祐 也 大阪府立大学
畝川真梨子 東京工業大学
梅 田 健 司 大阪市立大学
梅 田 侑 暉 東京工業大学
梅 村 亮 佑 名古屋大学
江 越 友 哉 筑波大学
尾 家 一 志 九州大学
大 崎 淳 也 東北大学
大 迫 明 弘 大阪府立大学
大志田達郎 東北大学
大 瀧 純 太 金沢工業大学
大 谷 龍 剣 東京大学
大津
彬 鳥取大学大 津 英 晃 北海道科学大学
大 槻 龍 矢 東京大学
大 野 冠 太 金沢大学
大 野 堅 太 芝浦工業大学



瀬川正仁
中川宏司
中村康一
成瀬真司
西澤洋行
野崎浩佑
野田祐輔
馬場将亮
平林潤一

富山大学
東京大学
室蘭工業大学東北大学
大阪市立大学
大阪府立大学
筑波大学
大阪大学
早稲田大学
筑波大学
九州大学
仙台高等専門学校
東北学院大学関西学院大学
大阪大学
北海道大学
東京大学
京都工芸繊維大学
広島大学
東京工業大学
新居浜工業高等専門学校
筑波大学
千葉工業大学
東北大学
秋田大学
関西大学
大阪府立大学
熊本大学
名古屋工業大学
東北大学
秋田大学
北海道大学
横浜国立大学
東京大学
大阪市立大学
岡山大学
東北大学
兵庫県立大学東海大学
金沢工業大学
名古屋大学
東北大学
九州大学

東京医科歯科大学
大阪府立大学東北大学
北見工業大学大阪大学
名古屋工業大学
関西大学
大阪大学
高知工科大学
三重大学
東京工業大学東北大学
名古屋大学
東京工業大学
山形大学
岩手大学
東京理科大学東北大学
東京工業大学
北海道大学
富山大学
広島大学
東北大学
九州大学
茨城大学
東北大学
長崎大学
熊本大学
東北大学
北海道大学
九州大学
大阪大学
秋田大学
広島大学
東京理科大学
北海道大学
名古屋大学
名古屋大学
東北大学
大阪府立大学
名古屋大学
熊本大学
筑波大学

本 会 記 事

竹達統真
竹場准也
竹花
諒
竹谷健太郎
田代潤一
田代匡史
田中順也
田中友規
谷口
哲
田村和暉
塚瀬大規
綱分萌菜実
手塚内児
土居哲朗
戸巻洋平
冨永桂太
友野翔平
長江弘一郎
中尾
隼
中川将嘉
中沢亮太
中島悠太
永田貴一
永田
將
永田将偉
永田知裕
長田
洸
中津大輔
中西亮太
中原拓也
中村公二
生井航平
並河祐貴
奈良井誠大
成本裕希
成瀬統伍
西浦且章
西尾祐輝
西谷健太
西村直樹
橋本貴斗
橋本直幸
長谷川修也
八野田将吾
花田晃広

室蘭工業大学
東京海洋大学
大阪大学
早稲田大学
東京工業大学
熊本大学
大阪大学
東京工業大学横浜国立大学京都工芸繊維大学
筑波大学
東京大学
芝浦工業大学
広島大学
仙台高等専門学校
北海道大学
横浜国立大学
富山大学
関西大学
早稲田大学
東京工業大学
芝浦工業大学
芝浦工業大学
茨城大学
崇城大学
金沢大学
東海大学
東京工業大学
大阪大学
熊本大学
九州大学
茨城大学
広島大学
愛媛大学
大阪大学
北海道大学
大阪大学
大阪大学
名古屋大学
兵庫県立大学
上智大学
筑波大学
東京理科大学東北大学
東京工業大学

馬場鷹人
濱岡光太
濱田鉄也
濱田輝哉
濱本
創
林
隆徳
林 裕太郎
原 健太郎
樋口龍輝
菱田真由子
肥村康治
日山洋平
平賀
良
廣川大樹
廣瀬祐介
廣田隆人
福尾智裕
福岡稜馬
福士達也
福島
涼
藤井俊輔
藤井健雄
藤井規史
藤井優作
藤居
稜
藤澤彩夕
藤田育郎
藤田一輝
藤田一宏
藤田
健
藤林征宏
藤村晃庸
藤本幹也
藤原健弥
藤原聡一郎
船木元裕
帆足勇之
包
駿卿
堀江
翼
堀口智弘
本村陸央
前田拓海
牧野雄也
松井裕貴
松浦周太郎

神戸大学
北海道大学
京都大学
千葉工業大学
広島大学
同志社大学
名古屋工業大学
大阪大学
千葉工業大学
東京工業大学
東海大学
茨城大学
東京工業大学
東北大学
東北大学
芝浦工業大学
愛媛大学
大同大学
北海道大学
大阪大学
広島大学
京都大学
大阪大学
富山大学
兵庫県立大学
京都大学
九州大学
東北大学
長崎大学
京都大学
大阪府立大学広島大学
豊橋技術科学大学
東京工業大学
名古屋大学
上智大学
北海道大学
芝浦工業大学
東京理科大学
愛媛大学
大阪大学
大阪大学
岡山大学
茨城大学

松 尾 泰 貴 豊橋技術科学大学
松 坂 匡 晃 大阪大学
松 葉 寿 明 東京工業大学
丸 田 彩 佳 東京工業大学
丸山
涼 東京理科大学
三 浦 悠 太 東北学院大学
水 野 大 輔 上智大学
三改木怜斗 北海道大学
光 山 容 正 京都工芸繊維大学
光 楽 弘 基 東京工業大学
南 元 伸 哉 同志社大学
三 村 忠 寛 岡山大学
宮瞭 東北大学宮 本 健 太 金沢大学
宮 本 直 幸 大阪府立大学
宮 脇 浩 平 熊本大学
村 上 善 樹 東京大学
望 月 喬 史 大阪府立大学
森
翔 太 愛媛大学
森 本 知 樹 兵庫県立大学
師 岡 弘 一 芝浦工業大学
山 内 大 輝 愛媛大学
山 岡 祐 介 大阪大学
山 形 武 史 東北大学
山 岸 直 希 東京工業大学
山 口 貴 士 長崎大学
山 口 匡 訓 広島大学
山 下 宙 紀 芝浦工業大学
山 田 智 子 大阪府立大学
大 和 佳 史 茨城大学
結 城 弦 太 東北大学
百合嶋隆太 茨城大学
横山
遼 京都大学吉田
匠 兵庫県立大学
吉 元 大 進 早稲田大学
雷雨 超 東北大学
LIAO KunYen 東京大学
劉漢 卿 東京大学
鷲 野 孝 成 早稲田大学
渡 邉 康 平 芝浦工業大学
渡 邊 紳 二 広島大学
渡辺まどか 大阪大学
渡 邉 桃 加 熊本大学
渡 邉 裕 貴 山形大学

京都大学

外国一般会員Chandiran elango 東北大学
DONG Wei Dalian University of Technology
GAIDA Nico Alexander 名古屋大学

KIM JONGHYUN Chongqing University
MENG Linggang Dalian University of Technology
XU Fumin Dalian Univesity of Technology

YA Bin杜玉峰

Yun jimin
欧陽凌霄
謝
耀枢
双
逸
崔
雨仙
張 庭セン
朴
洸模

プーワデッチ スティパンヤー
楊
楚 楚 東京大学
羅
力 天 京都大学
劉磊 鳥取大学王浩 然 東北大学

Dalian University of Technology
東北大学

外国学生会員
Fajarin Rindang 東北大学
HAN DONGKEUN Pukyong national university
Khuchitbaatar Gerelmaa 東北大学
KIM Ki Beom Pukyong national university
LAZARCZYK Justyna 東京工業大学
LIAO Hongxin Chongqing University
ODHIAMBO JOHN OTIENO 鳥取大学

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

PUKYONG National University
東北大学
東京大学
東北大学
関西大学

防衛大学校

関西大学
広島大学




行
開催日

事

カ

名称・開催地・掲載号


年月
日本実験力学会2019年度年次講演会(徳島大)
1～3

レ

ン

ダ

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)

主催

問合先

日本実験力学会

TEL 0886567387
JSEM2019＠ml.tokushimau.ac.jp
http://www.jsem.jp/event/Annual19/index.html

2～3

第14回水素若手研究会(琉球大)2～3

2019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」(東工大)

2～4

第16回日本熱電学会学術講演会(名工大)2～4

第22回 XAFS 討論会 (京大)3～4

第34回初心者のための疲労設計講習会(東京都市
大)3～4

第35回分析電子顕微鏡討論会(幕張メッセ)

3～4

第236回塑性加工技術セミナー「伸線(引抜き)加工の基礎技術」(関西大)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

4

腐食防食部門委員会第329回例会(大阪)

日本材料学会年度 日本金属学会関東支部 講習会「高強度金属材料の機能発現機構―転位論の基礎から材料強度化まで―」(東大)(号頁)

4～6

第 162 回塑性加工学講座「有限要素法入門セミナー」(東京)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

4～6

2019年度工学教育研究講演会(東北大)5～6

第41回安全工学セミナー物質危険性講座(東京)5～6

第44回複合材料シンポジウム(岡山理科大)日本工学教育協会 TEL 035442
1021 kawakami＠jsee.or.jp
https://www.jsee.or.jp/
安全工学会
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
日本複合材料学会 TEL 035981
6011 jscm＠asasmail.jp
https://www.jscm.gr.jp/

6低炭素社会を実現する先端的耐熱材料・軽量材料の開発(東京)科学技術振興機構 TEL 033512
3543 alca＠jst.go.jp
未来創造研究開発 http://www.jst.go.jp/alca/event/
推進部低炭素研究 event20190906.html
推進グループ

定員
140名

8 ～10

第13回インキュベーションホール(御殿場)

定員
60名

10～12

日本計算工学会サマースクール 2019 in 東京「非線形有限要素法による弾塑性解析の理論と実践」(中央大)

応用物理学会プラ TEL 042
6772749 suchida＠tmu.ac.jp
ズマエレクトロニ http://annex.jsap.or.jp/plasma/PE_files/
クス分科会
PE_SS_2019
日本計算工学会
TEL 0227957417
nonlinearfem＠grp.tohoku.ac.jp
http://msd.civil.tohoku.ac.jp/
nonlinearfem2019/


～


日本金属学会秋期講演大会(岡山大学津島キャン
パス）(岡山)(号頁)

日本金属学会

第回ランチョンセミナー(岡山大)(本号頁)

日本金属学会

12～14

第21回日本感性工学会大会(芝浦工大)

日本感性工学会

13

第112回シンポジウム「今後の航空機産業における軽金属材料の役割」(日大)

軽金属学会

13

第87回レアメタル研究会(東大生産技研)



日本金属学会・日本鉄鋼協会第回女性会員のつどい(岡山大)(本号頁)

年度秋季 全国大学材料関係教室協議会講演会(岡山大)(本号頁)

レアメタル研究会 TEL 035452
6314
tmiya＠iis.utokyo.ac.jp
https://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/index_j.html
日本金属学会・日 TEL 0222233685
本鉄鋼協会
stevent＠jim.or.jp
全国大学材料関係
教室協議会

16～18

第32回計算力学講演会(東洋大)17

第 6 回大型実験施設とスーパーコンピューターとの連携利用シンポジウム―機能性材料におけるフォノン物性の理解―」(東京)

17～21

国際トライボロジー会議2019

京都大学構造材料元素戦略拠点公開講演会「構造材料のブレークスルーをめざして ～わが国の基礎研究の挑戦～」(東京)(号頁)



仙台(仙台)

水素若手研究会事 hydrogen.wakate＠gmail.com
務局
https://home.hiroshimau.ac.jp/h2wakate/
index.html
電気化学会
TEL 0332344213 ecsj＠electrochem.jp
https://electrochem.jp/post_seminar/2842/

締切

http://www.thermoelectrics.jp/conference.
html
日本 XAFS 研究会 TEL 075
7536850
yamamoto.kentaro.4e＠kyotou.ac.jp//
http: www.moleng.kyotou.ac.jp/～moleng_04/event/jxafs22/
日本材料学会TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp
日本顕微鏡学会
TEL 0117066768
bunseki＠eng.hokudai.ac.jp
http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/LIFM/
bunseki/8.19

日本熱電学会TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp
日本金属学会関東 nakaya＠wood3staff.t.u
tokyo.ac.jp
支部

TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp
TEL 0222233685 stevent＠jim.or.jp
TEL 0336668000 jske＠jske.org
https://www.jske.org/taikai/jske21
TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/

定員
60名
事前参加
8.30

定員
200名

事前
8.19
定員
30名

8.30

定員
100名

日本機械学会https://www.jsme.or.jp/
高輝度光科学研究 TEL 079158
2785
センター他
日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 022
7221311
ジー学会
itc2019＠convention.co.jp
http://www.tribology.jp/
京都大学構造材料 TEL 0777535573
元 素 戦 略 拠 点 admin＠esism.kyoto
u.ac.jp(ESISM)http://esism.kyotou.ac.jp/ESISM_
breakthrough_2019.html

締切
9 月13日
定員80名

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

18～19

第163回塑性加工学講座「板材成形の基礎と応用～基礎編～」(東京)

日本塑性加工学会 https://www.jstp.or.jp

18～19

第47回ガスタービン学会定期講演会(函館)19～20

軽金属基礎技術講座「アルミニウムの製造技術」
(掛川)




金属学会シンポジウム「陽に陰にオリンピック・
パラリンピックを支える材料工学」(東京)(号
頁)

日本ガスタービン TEL 033365
0095
学会
gtsjoffice＠gtsj.org http://www.gtsj.org/
軽金属学会
TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
meeting＠jim.or.jp

22～27

20th International Symposium on Boron, Borides 第 20 回 ホ ウ 素 ・ TEL 0258479714
and Related Materials(第20回ホウ素・ホウ化物 ホウ化物および関 takeda＠mech.nagaokaut.ac.jp
連物質国際会議組 http://sogalabo.jp/isbb2019
および関連物質国際会議)(新潟)
織委員会


～


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

23～26

第 3 回 JPARC 国際シンポジウム「宇宙・物質・生命の起源を求めて」(つくば)24

第 103 回金属のアノード酸化皮膜の機能化部会( ARS )例会 ―プラズマを利用したアノード酸化とその関連技術―(首都大学東京)

表面技術協会・金 http://ars.sfj.or.jp/
属のアノード酸化
皮膜の機能化部会
(ARS)

24～26

資源・素材 2019 (京都)～資源・素材関係学協会
合同秋季大会～(京大)

資源・素材学会

25

第334回塑性加工シンポジウム「多品種少量生産を支える逐次成形技術の最前線」―高機能・高付加価値製品の成形事例の紹介―(刈谷)26～27

第 12 回トライボロジー入門西日本講座―全面リ
ニューアル進化した入門講座―(兵庫県立大)年月
第 10 回社会人のための表面科学ベーシック講座
3～4(東京理科大)

問合先

定員
80名

定員
50名
事前
9.2

TEL 0172393643
mineta＠hirosakiu.ac.jp
J PARC センター http://jparc.jp/symposium/jparc2019/
他

TEL 0334020541 info＠mmij.or.jp
https://confit.atlas.jp/guide/event/mmij2019b/top?lang＝ja
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

9.10

定員
80名

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926
ジー学会
http://www.tribology.jp/

9.13

日本表面真空学会 TEL 033812
0266 office＠jvss.jp
https://www.jvss.jp/
日本金属学会関東 nakaya＠wood3staff.t.u
tokyo.ac.jp
支部

9.26

関東支部

6

2019 年度秋期第 74 回学術講演会「先端技術・材料にフォーカスした矯正歯科治療のさらなる可能性を探る」(長崎大)

日本歯科理工学会 TEL 033947
8891
gakkai30＠kokuhoken.or.jp

7

2019年度溶接工学専門講座(大阪)

9 ～11ADMETA Plus 2019(Advanced Metallization
Conference 2019: 29th Asian Session)(東大)
第38回電子材料シンポジウム(EMS38)(橿原)TEL 0358254073 jwsinfo＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/
ADMETA 委員会・ TEL 0368015685
吉田
jimukyoku＠admeta.org
電子材料シンポジ TEL 082
4247649
ウム運営・実行委 ytominag＠hiroshima
u.ac.jp
員会
http://ems.jpn.org/
溶接学会

10

第239回西山記念技術講座
資源・環境・エネルギー問題から見た製銑技術の進歩と今後の展開(早稲田大)

10～11

JISSE16 (16th Japan International SAMPE SAMPE JAPANSymposium and Exhibition) Satellite Meeting:Symposium on bioinspired design of advanced
materials: active and sensing materials, energy
harvesting materials, micronanosoftrobotics
and hierarchical composite designs in Honor of the75th Birthday of Prof. Minoru Taya(東京理科大)11第 80 回技術セミナー Q & A で学ぶ電子機器・部品の腐食評価と防食技術(東京)

腐食防食学会年秋季講演会(大分)(本号頁)

11

第38回エレクトロセラミックスセミナー「超音波周辺技術とその展開」(川崎)12～13

第70回塑性加工連合講演会(習志野)

日本金属学会九州 TEL 0975532282
支部
yokoi.47n.tatsuo＠jp.nipponsteel.com
日本セラミックス TEL 033362
5231
協会電子材料部会 eseminar＠cersj.org
日本塑性加工学会 http://www.jstp.jp/

15

第 3 回 EBSD 法による損傷評価講習会

日本材料学会

15～16

第 7 回フラクトグラフィ講習会(京都)

日本材料学会

15～18

第 5 回材料 WEEK(京都)日本材料学会17～18

第35回初心者のための疲労設計講習会(京都)

日本材料学会18

第 16 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18～19

第 81 回塑性加工技術フォーラム「プレス自動化に向けた計測・搬送技術の最新動向」(諏訪圏工業メッセ見学および記念講演聴講付き)(諏訪)

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

締切研究会 No. 76



9 ～11

工場見学会(さいたま)(号
頁)

主催

日本鉄鋼協会TEL 0336695933
educact＠isij.or.jp
https://www.isij.or.jp/mun6c7d2k
http://www.sampejapan.gr.jp/jisse/jisse16/

9.2

定員
50名

9.20

TEL 0338151161
naito1130033＠jcorr.or.jp
https://www.jcorr.or.jp/

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

design16＠jsms.jp jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
他

定員
150名

8.23
10.1

定員
36名
講演
7.1
定員
70名




開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先

19

日本機械学会関東支部山梨講演会(山梨大)

日本機械学会関東 TEL 055
2208445
支部
tsuyoshis＠yamanashi.ac.jp
http://society.me.yamanashi.ac.jp/jsme/
2019/

19～20

日本銅学会第59回講演大会(関西大)

日本銅学会

20～25

第 12 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(京都)

日 本 学 術 振 興 会 alc19＠alc.jsps141.org
マイクロビームアナリ https://alc.jsps141.org/alc19

23～25

第 9 回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(東京)

日本学術会議23～25

第60回高圧討論会(札幌)

日本高圧力学会

24～25

第51回溶融塩化学討論会(北大)27～11.1
28～30

The 13th Pacific Rim Conference of CeramicSocieties(PACRIM13)(沖縄)
第40回日本熱物性シンポジウム(長崎)30～11.1

第48回結晶成長国内会議(JCCG48)(阪大)年月
軽金属学会第137回秋期大会(東京農工大)
1～3

TEL 0368030587
dougakkai＠copperbrass.gr.jp
https://www.copperbrass.gr.jp/

シス第141委員会

TEL 0757615321
jimu＠jsms.jp

TEL 07055453188
touronkai60＠highpressure.jp
http://www.highpressure.jp/new/60forum/
電気化学会溶融塩 072751
9426 mscj＠electrochem.jp
委員会
http://msc.electrochem.jp/touron.html
日本セラミックス TEL 033362
5231 jimask＠cersj.org
協会
http://www.ceramic.or.jp/pacrim13/

講演
7.9

TEL 0357342435 jstp＠op.titech.ac.jp
http://jstpsymp.org/symp2019/index.html
日本結晶成長学会 TEL 070
50473339 jccg48＠jacg.jp
http://www.jacg.jp/jp/event/conference.
html

事前参加
8.30

日本熱物性学会

軽金属学会

TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/
TEL 0253689310
officejsem＠clg.niigatau.ac.jp
http://jsem.jp/

1～4

The 14th International Symposium on Advanced 日本実験力学会
Science and Technology in Experimental
Mechanics(つくば)52019 年度溶接工学企画講座 ～「建築鉄骨を支える最近の溶接技術」～(東京)

溶接学会

6

日本希土類学会第37回講演会(横浜)6

第240回西山記念技術講座
資源・環境・エネルギー問題から見た製銑技術の進歩と今後の展開(大阪)7

第239回塑性加工技術セミナー「複雑変形の塑性と損傷―単軸引張からの脱却―」(名工大)TEL 0668797352
kidorui＠chem.eng.osakau.ac.jp
http://www.kidorui.org/lecture.html
日本鉄鋼協会TEL 0336695933
educact＠isij.or.jp
https://www.isij.or.jp/mun6c7d2k
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp



第回ヤングメタラジスト研究交流会(川崎)(本号頁)

日本金属学会関東 https://forms.gle/nhuE3Phr2zw36ASa7
支部



微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリ
ング(軽井沢)(号頁)



金属学会シンポジウム「ハイエントロピー合金の材料科学」（東京）(号
頁)

日本金属学会研究 https://www.nims.go.jp/group/sdg/
会 No. 82
micromechjim/
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
meeting＠jim.or.jp

15

第88回レアメタル研究会(東大生産技研)



第回日本金属学会東北支部研究発表大会「 21世紀を支える構造材料」(名取)(号頁)

11～14

NACE EAP Conference 2019
術(横浜)

17～22

日本ガスタービン http://www.gtsj.org/english
学会

20～22

国 際 ガ ス タ ー ビ ン 会 議 2019Tokyo ( IGTC2019
Tokyo)(東京)第19回破壊力学シンポジウム(福島)21～22

電気加工学会全国大会(2019)(金沢大)電気加工学会22

第 22 回ミレニアム・サイエンスフォーラム(東京)

ミレニアム・サイエンス・フォーラム

25～27

第 40 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(明大)超音波エレクトロ TEL 042
4435166
ニクス協会

25～27

EcoDesign 2019国際会議(横浜)

26～27

第29回

エコデザイン学会 ecodesign2019_secretariat＠ecodenet.com
連合他
http://ecodenet.com/ed2019/
傾斜機能材料研究 fgms2019＠jwri.osakau.ac.jp
会
http://www.fgms.net/?p＝1722



腐食科学と防食技

傾斜機能材料シンポジウム(大阪大)締切

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

定員50名

日本希土類学会

レアメタル研究会 TEL 035452
6314
tmiya＠iis.utokyo.ac.jp
https://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/index_j.html
日本金属学会東北 TEL 0223810378
支部
jim.tohoku2019(at)gmail.com

NACE EAP

日本材料学会

参加予約
9.30

10.16

定員
50名

事前
10.28

講演
10.5
参加
11.11

http://www.nacetokyosection.org/

TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
TEL 0538450127 goto.akihiro＠sist.ac.jp
http://www.jseme.or.jp
TEL 0367328966 msf＠oxinst.com
http://www.msforum.jp/
h.nomura＠uec.ac.jp

講演
8.9

11.1

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先

26～28

第45回固体イオニクス討論会(九大)日本固体イオニク TEL 092
8026711
ス学会
atakagak＠cstf.kyushuu.ac.jp
http://www.cstf.kyushuu.ac.jp/～ishihara
lab/ionics/


～


第回 材料機能特性のアーキテクチャー研究会(＠南紀白浜)開催のご案内(号
頁)

27

産業技術総合研究所エネルギー・環境シンポジウ
ムシリーズ エネルギー技術シンポジウム 2019
エネルギー材料開発・エネルギーシステム評価のための先端計測技術(東京)TEL 0527893366 anaka＠nagoyau.jp
http://j3www.materia.titech.ac.jp/
mishimakimura/architecture.html
産業技術総合研究 TEL 029
8617247
所

28

第71回白石記念講座 地震と鋼材―阪神・淡路大震災から25年を過ぎて―(東京)第52回安全工学研究発表会(長岡)

日本金属学会
研究会 No. 81

28～29
28～30

粉末冶金基礎・実用講座(京都工芸繊維大)TEL 0336695933 educact＠isij.or.jp
https://www.isij.or.jp/mu8ne0d9y
安全工学会
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
https://www.jsse.or.jp
粉体粉末冶金協会 TEL 075
7213650 info＠jspm.or.jp

第46回炭素材料学会年会(岡山大)炭素材料学会

FAX 0352278632
tansodesk＠bunken.co.jp
http://www.tanso.org/contents/event/conf2019/29～30

日本顕微鏡学会第62回シンポジウム(さいたま)日本顕微鏡学会

TEL 0364575156
jsmpost＠microscopy.or.jp
http://www.microscopy.or.jp/sympo/62nd/
entry.shtml

28～29


年月溶接構造シンポジウム 2019 「デジタル技術が拓
3～4く溶接構造化技術の革新」(阪大)

5～6

2019年度磁性流体連合講演会(名古屋)10～14

日本 MRS 創立30周年記念国際会議(横浜)


年月
第89回レアメタル研究会(東大
10

28～29

鉄門記念講堂)第 26 回『エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム(横浜)


年月
第90回レアメタル研究会(東大生産技研)
6

8 ～11

COMPSAFE2020 (第 3 回安心・安全・環境に関する計算理工学国際会議)(神戸)


～


日本金属学会春期講演大会(東京工業大学大岡山
キャンパス)(東京)

溶接学会溶接構造 TEL 035825
4073
研究委員会
s_kogure＠tt.rim.or.jp
http://www.jwri.osakau.ac.jp/～conf/
wmd2019/
磁性流体研究連絡 TEL 052
7357542
会
jsmfr＠jsmfr.on.arena.ne.jp
http://jsmfr.on.arena.ne.jp/jsmfr2019.html
日本MRS
TEL 0452638538
info_mrm2019＠jmru.org
https://mrm2019.jmru.org
レアメタル研究会 TEL 035452
6314
tmiya＠iis.utokyo.ac.jp
https://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/index_j.html
スマートプロセス TEL 066878
5628 mate＠spsmste.jp
学会他
http://spsmste.jp/mate2020/src/
レアメタル研究会 TEL 035452
6314
tmiya＠iis.utokyo.ac.jp
https://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/index_j.html
COMPSAFE2020 secretary＠compsafe2020.org
実行委員会
http://www.compsafe2020.org
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp

第巻

ミニ特集「材料技術史から見るこれからの技術展開～製錬・精錬・リサイクル～」[最近の研究] YBa2Cu3O7 ナノコンポジット薄膜における磁束ピ
ンニング制御 ………………………………堀出朋哉

ま て り あ 第58巻 第 9 号(2019)
Materia Japan

10.11

日本鉄鋼協会年月
29～7.3
PTM2020(8th International Conference on Solid 中国金属学会
Solid transformations in Inorganic Materials)(中国西安)年月
19～22
The 8th conference of Crystal Growth and Crystal アジア結晶成長おTechnology (CGCT8)第 8 回アジア結晶成長・結 よび結晶技術学会
晶技術国際会議(宮崎)他年月8 ～29
Mate2020 第 26 回『エレクトロニクスにおけるマ スマートプロセス
イクロ接合・実装技術」シンポジウム(横浜)
学会他

まてりあ

締切

第号

ptm2020＠csm.org.cn
http://www.ptm2020.com

TEL 0668798730
yamanoik＠ile.osakau.ac.jp
https://www.opt.miyazakiuac.jp/hikari/
TEL 0668785628 mate＠spsmste.jp
http://spsmste.jp/mate2020/src/

予告[新 進 気 鋭]

原子分解能電子顕微鏡法を用いたセラミックス粒
界溶質偏析機構の解明 ………………………馮 斌―他―
編集の都合により変更になる場合がございます．



～金属学会シンポジウム 開催のご案内ご参加をお待ちしております～
金属学会シンポジウム～陽に陰にオリンピック・パラリンピックを支える材料工学～
ご存知のように，2020年に東京オリンピック・パラリンピックが，我が国で開催される．スポーツの祭典であるが，各種素材の最先端を競う場ともみることができる．特に金属材料は，歴史的に現在にいたるまで，陽に陰にオリンピック・パラリンピックを支えてきた材料の一つであろう．
そこで本シンポジウムでは，オリンピック・パラリンピックを，金属材料を中心とした材料工学の観点からとらえ，両者の関わりをあらためて問い直し，スポーツ関連材料分野における金属材料の未来の可能性について，様々な視点から討論を行い，当該分野が今後進むべき方向性について理解を深めたい．

日場(企画世話人

愛知教育大 北村一浩)

時 年月日(金)～
所 エッサム神田ホール 1 号館301号室(〒1010045 東京都千代田区神田鍛冶町 322)

募集定員 70名
事前申込締切 年月日(月)着信(テキストの事前送付有り)当日申込可

プログラム
1310～1315
1315～1355
1355～1435
1450～1530
1530～1610
1610～1650
1650～1700

趣旨説明
持続可能社会へのレガシーとしての都市鉱山メダル
ゴルフと金属学・チタンの進化
スケート競技に貢献する材料科学
材料から眺めたオリンピック・パラリンピック
パラリンピックへのスポーツ工学の貢献
総合討論

・

・

愛教大 北村一浩
物材機構 原田幸明
大同特殊鋼 鷲見芳紀
物材機構 村上秀之
名大 小山敏幸
東工大 中島・

求・～ハイエントロピー合金の材料科学～
近年，ハイエントロピー合金と呼ばれる新たな範疇の合金に注目が集まっている．従来合金では達成し得ない強度，延性などに優れた新たな合金開発への期待が高まり，世界各地で立て続けに多数の国際会議が開催されるほど世界的に隆盛な研究分野と成っている．本シンポジウ
ムでは，ハイエントロピー合金に関する最新の研究開発動向を紹介するとともに，新たな用途開拓についても議論を深める．
(企画世話人

日
場

京大 乾

晴行

京大 辻

伸泰

阪大 尾方成信

名大 小山敏幸

東北大 加藤秀実

東北大 古原忠)

時 年月日(月)～
所 エッサム神田ホール 2 号館401(〒1010047 東京都千代田区内神田 3245)

募集定員 120名
事前申込締切 年月日(月)着信(テキストの事前送付有り)当日申込可

プログラム
930～ 940 挨拶 ハイエントロピー合金研究の現状と展望
940～1020 ～
10 20 11 00  平均価電子濃度による高エントロピー合金の構造制御
 ハイエントロピー合金における拡散と熱力学
1110～1150 
 ハイエントロピー合金ナノ粒子の作製と触媒機能への展開
1150～1230  ハイエントロピー合金の力学特性のモデリングとシミュレーション
1400～1440 
 加工熱処理によるハイエントロピー合金のナノ/ミクロ組織制御
1440～1520 
 強加工と相変態によるハイエントロピー合金の組織制御
1530～1610  電子ビーム積層造形によって作製されたハイエントロピー合金の組織と強度
1610～1650 

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日
発行所



2019年 9 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

発
印
発

京大 乾

晴行
章
名大 小山敏幸
京大 北川 宏阪大 尾方成信
京大 辻 伸泰物材機構 土谷浩一
東北大 千葉晶彦
東北大 竹内定価(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〒1600002 東京都新宿区四谷坂町 1010

本 会 記 事2019年 9 月 1 日発行「まてりあ」