Vol. 60

No.10

MTERE2 60（10）613 〜 684（2021）

2021

・ 金属なんでもランキング！

〜蒸発熱〜

・ コンビナトリアル手法を用いた機能性材料の開発
・ 無機 2 次元ナノシートが拓く原子層技術
講義
ノート

実学
講座

金属製錬の熱力学（最終回）
まてりあ 60 巻記念企画：実学講座

金属材料実験の手引き 1．組織観察
1-3 走査型電子顕微鏡を用いた分析手法（EBSD）

・ まてりあ 60 巻記念企画：支部だより・委員会だより
https: //jim.or.jp/

https://www.jim.or.jp/journal/m/ ［ オンラインジャーナル ］

日本金属学会会報 2021年10月1日発行（毎月1回1日発行）Vol.60 No.10 ISSN 1340-2625

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

2021
Vol.60No.10

金属なんでもランキング

No.16

蒸発熱

………………………………………………………………………613

プロムナード異分野融合の意味と意義

最近の研究

コンビナトリアル手法を用いた機能性材料の開発

宮野公樹 ………………………………………………………………615
高橋竜太

川嶋一裕 ………………620

ハライドペロブスカイト，金属，酸化物ベースの薄膜材料のレシピ作りをコンビナトリアル薄膜手法によって最適化したプロセスについて紹介．

無機 2 次元ナノシートが拓く原子層技術

長田

実…………………………………………628

無機 2 次元ナノシートが織りなす多彩な機能とナノシートをベースとした機能材料の構築技術を紹介．無機ナ
ノシートは組成，構造，機能の多様性を具備しており，グラフェンでは実現できない機能が発現

新進気鋭

Ni 基耐熱合金に対する金属粉末成形技術の開発

講義ノート

金属製錬の熱力学(第 4 回)

日比野真也……………………………634

月橋文孝 ……………………………………………………………639

高温での化学反応によって目的金属を得る金属製錬反応の解析のために必要な化学熱力学の使い方について述べる．第 4 回は金属製錬反応への熱力学の適用について説明する．

60巻記念企画

実学講座

金属材料実験の手引き
1. 組織観察 13 走査型電子顕微鏡を用いた分析手法
132 後方散乱電子回折法(EBSD)による結晶方位解析 横江大作…………………645

科学館めぐり貨幣博物館(東京都中央区)

春本高志 ……………………………………………………………653

60巻記念企画北海道，関東，北陸信越，東海，関西，中国四国，九州支部 …………………………655

支部だより60巻記念企画委員会だより男女共同参画委員会の15年と現在そしてこれからスポットライトアルミ缶を原料とした人工宝石の合成

廣居桜子

三浦永理……………………………665
三澤春果

溝井敬大 …………………667

ルミノール反応における触媒の濃度と照度・発光時間の関係
小倉

紫

石川憂菜

梅原彩奈

小原未夕……………………………………………………………669

種菌の獲得と成長～カンゾウタケの子実体栽培を目指して～
小山佳那
本会記事

今月の表紙写真山奨真

山口勘護…………………………………………………………………………670

会告 ………………………………………………672

次号予告 …………………………………………681

支部行事 …………………………………………676

新入会員 …………………………………………681

掲示板 ……………………………………………677

行事カレンダー …………………………………682

会誌・欧文誌10号目次 …………………………680

訂正 ………………………………………………679

ナノシートの精密集積による高次機能材料・デバイスの創製．
（長田 実著 631頁図 8（c）（d）より掲載）

表紙デザインビーコン コミュニケーションズ株式会社 グラフィックスタジオ
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）
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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/
複写以外の許諾（著作物の引用，転載，翻訳等）に関しては，直接本会へご連絡下さい．

O

1

参考文献( 1 ) 改定 4 版金属データブック日本金属学会編，丸善，(2004).
( 2 ) 元素大百科事典監訳 渡辺 正，朝倉書店，(2007).
( 3 ) 法則の辞典編著 山崎 昶，朝倉書店，(2006).

次号金属素描
ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

No.19

タンタル
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2

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3

異分野融合の意味と意義
宮

野

公

樹

活用しつつナノテクノロジーや医工学†2へと移り， 4 年間の

.

は じ

め

に

文部科学省学術調査官の経験を経て，現在は人文・哲学領域に近い学問論，大学論にて研究活動を行っている†3．この経

我が国において「学際」や「異分野融合」といった複数分歴のためか，いわゆる人文社会系の方々を相手に理工や政策野が協働する研究推進の重要性が本格的に提唱されだしたのの話を紹介する機会を頂くこともあるが，今回，プロムナー

は， 1996 年日本学術振興会の未来開拓事業(複合分野)(1) かドへの寄稿にあたり，通常とは逆に理工系研究者の方々に対らと言っていい．事実， CiNii ( NII 学術情報ナビゲータ)にして人文社会系のお話をさせて頂くとする．

て，論文タイトルに「学際」という単語を含む論文数を計測すると(図)，明らかに19902000年でその前の10年間の約.

専門分野増加の経緯

2 倍となっている．次の20002010年ではさらに約 3 倍となるなど，その勢いは増すばかりである．

「学際」活発化の背景には，一層複雑化する課題解決への

この「学際」や「異分野融合」の活発化は，どういう経緯

社会的要望があることは明白である．先に挙げた日本学術振と理由で生じているのか．それをどう受け止めればよいの

興会未来開拓事業の序文にも「 21 世紀を展望し，地球規模

か．筆者は，かつて金属組織学で学位取得後†1，金属材料をの問題の解決，経済・社会の発展，豊かな国民生活の実現等を目指し，我が国の未来の開拓につながる創造性豊かな学術研究を大学主導により重点的に推進することを目的としています」とある．内閣府設置法に基づき設置された「総合科学技術会議」が， 2014 年に「総合科学技術・イノベーション
会議」と改称されたことも記憶に新しく，同じく 2014 年に「文部科学省における研究および開発に関する評価指針」の改定において，「ハイリスク研究，学際・融合領域・領域間連携研究等の推進」が特筆課題の一つとして挙げられた(2)．
このようなトップダウン的な学際研究の推進だけでなく，様々な大学で学際研究・学際プロジェクトを実施する組織が設立され(著者がざっと検索したところで，全国の様々な大学において47もの「学際的」な学内組織が存在していた)，
異分野交流会や分野を超えた学会活動も活発に行われる

図1

タイトルに「学際」を含む論文数．

等†4，研究者間でも積極的に学際活動が推進されていると言京都大学学際融合教育研究推進センター准教授(〒606
8501 京都市左京区吉田本町)
The Meaning and Significance of Interdisciplinary Research; Naoki Miyano(Center for the Promotion of Interdisciplinary Education andResearch, Kyoto University, Kyoto)
Keywords: interdisciplinary, history of Specialized field, Academic, Professionalism†1 例えば， 2001 年 9 月第 49 回日本金属学会論文賞(金属組織部門)を頂いた．宮野公樹，飴山惠 3 次元での Near 
coincidence site lattice
解析による 2 結晶間の結晶学的方位関係と異相界面構造の検討，日本金属学会誌，64(2000), 4249.
†2 例えば，注目度の高い論文を掲載する the RSC's Chemical Biology Research Articles virtual journal に，「N. Miyano, K. Fujii, Y. Inoue,
Y. Teramura, H. Iwata and H. Kotera: ``Gene transfer device utilizing micronspiked electrodes produced by the selforganization
phenomenon of Fealloy'', LAB ON A CHIP, 8(2008), 11041109」が選出された．
†3 例えば，宮野公樹産学連携の形而上学―大学のあり方を添えて―，現代思想 2020 特集コロナ時代の大学， 10 ( 2020 ) , 102 
111. が「朝日新聞論壇委員が選ぶ今月の 3 点」に選出された．
2021年 5 月24日受理[doi:10.2320/materia.60.615]

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japanえる．このボトムアップ的な学際活動の目的は，上で述べたには環境や国際，情報などが接続され長文になっている事実

社会的要請の影響もあるが，研究者自らが有するいわゆるは，データで示すまでも無いだろう．これは，文部科学省や「タコツボ化」への危機感を踏まえての活動であることは，

社会的要請の結果にしろ，大学人自らの選択にしろ，新しい各活動の趣旨から読みとれる．

こと＝拡大すること＝良いこと，という通念の表顕と言えこのように，社会的要請と現場的熱望の相互関係が「学際」

る．我々に馴染み深い「論文」しかり．研究者は論文を書く

活発化の背景にあることは確認されたが，さらにその原因にことが仕事の一つあり，我々研究者は，その「論文」においまで射程を広げるなら，それは言うまでもなく「専門分野がて something new (何か新しいこと)の掲示が必須と教わっ過度に増加した」ことに起因する．以下，その経緯についてて育つ．ゆえに，論文一つにつき何か新しいことが誕生し，考察する．

結果，論文の数だけ何か新しいことが増加することとなり，




歴史的経緯

それが専門分野の増加につながりうる，という単純な構造だ．
その「新しさ」への渇望に加えて，「正しさ」への願望も

専門分野はどう生じ，どう増加してきたか†5．さかのぼれ

また分野を増やす要因である．特に，科学においては，正し

ば万学の祖と言われるアリストテレスまでたどり着くのは言さ＝厳密と捉えられやすい(4)．例えば，この金属材料の強度

うまでもないが，彼が活躍した紀元前300年頃から今日まではという単純な問いに答えるにも，決して「おおよそ」での歴史を振り返るだけの紙面は許されてはいない．ただ，は許されない．実験温度，雰囲気，荷重のかけ方等，ありと15 世紀の活版印刷の普及後， 16 世紀に百科全書的な辞書やあらゆる環境条件の分だけ答えを用意しなければならない．

辞典作りの活動が活発化した点は，専門分野数の増加と強い

つまり，厳密であろうとする程，環境条件の設定という「場関係があると言って間違いないだろう．といっても，現代の合分け」が必要となり，それが専門分野の増加につながる．

我々が考える「専門」と，この時代の「専門」とは異なる．

極めつけは，「ナンバーワンよりオンリーワン」や「みんな17 世紀以降になって，大学では扱いきれない新しい知に対違ってみんないい」等に象徴的なポストモダンの気風であ応すべく，文芸や科学のアカデミーが生まれたが，数学と化る(5) ． LGBT の話題を持ち出すまでもなく，個々人の尊重学が一緒に議論されるなど，明確な専門領域という区分はな

は最重要である．しかし，こと学術界においては，過度な業かったようだ． 18 世紀になって自然科学が目覚ましい発展

績競争の進行や大学運営業務の増加も伴い，他者の研究や近を遂げ， 19 世紀になってようやく我々がイメージする専門

隣分野に関心を払うゆとりが無くなった上に(6)(7)，ポストモ

分野ごとの「学会」が誕生した．鉱物学者ウィリアム・ヒュ

ダン的気風により自分は自分のままでよいことが肯定される

ーエルが「科学者(Scientist)」という言葉を生んだのもこのと，もはや，ひたすら我が道を行くこと以外にやることがな

頃である．そして，本格的に学会やジャーナルが国際化したくなるのである．すなわち，現代を生きる研究者は，研究に20 世紀以降は，我々にとって馴染みある科学観，研究観と熱心であるほど他者や他分野とのディスコミュニケーション

なる．

を促進させているという次第なのだ．




現代的経緯

.

｢学際」の多角的考察

上記の歴史的な経緯は，社会構造の複雑化に伴った専門分
野の増加といっていい．政治，経済，産業の社会の範囲が，このような状況の打破を目的として，上にも述べたボトム

民族・種族を基盤にした共同体から，郡や州，そして，国，アップ的な異分野交流会，学際的学会が創発されているのだ

さらには国際連携へと拡大するにつれ，社会における職種やと考えると，我々研究者は良かれと思って自分たちで専門分役割が増加することは想像に難くない．それに伴い，専門分

野を増やし，同時に，その行為を必死に正しくあろうと引き野も増加したと言えるのだ．そして，この根底には，拡大＝戻す，という矛盾した営みをしているようにも思える．果た

繁栄・発展・進展，という進歩史観が横たわる(3) ． 18 ， 19

して，このような営みは，哲学ないしは学問論的観点からは

世紀の啓蒙時代から現在に至るまで強化され続けているこのどう理解されるのか．

思想は，当然ながら，学術界における我々にも無自覚に浸透
している．




哲学的観点からの学際

例えば，かつて「一文字学部」という言葉があったよう言うまでもないことだが，学術分野に限らず，この世におに，大学には，法学部，理学部，工学部，文学部等，学部のいて何か(の分野)と何か(の分野)が「融合」していないもの

前に一文字しかない学部ばかりであった．今日，その学部名(分野)など，どれ一つとしてない．ゆえに，「学際」や「異分野融合」が大事と叫ぶのは，目先の都合や需要に囚われ，†4

例えば，日本学術会議サイエンスカフェ( http: // www.scj.go.
jp/ja/event/cafe.html)や超異分野学会(https://hic.lne.st/)，京都大学学際融合教育研究推進センター全分野交流会( http: //www.cpier.kyotou.ac.jp/update/zenbunya/)等．
†5 本段落は次の文献に依拠している．隠岐さやか文系と理系はなぜ別れたか，星海社新書，(2018).



本来の学問の在りようをおろそかにしている証拠とも言える．今日において哲学と呼ばれる紀元前500年頃のソクラテ
スの「考え」に端を発し，今のこの一連の学問体系があるとするなら，一つの種から育った樹木の枝葉を結合・統合させようというのは，知というものを物的に捉えた極めて操作的

プロムナードな行為，いうなら「ご都合主義」なのだ．確かに，課題解決

題を先見するとともに現在の社会的要請に応え，人類にとっにおいては，複数分野の知識は必要不可欠であり，課題の解て豊かな社会と自然環境を実現する」といったものである．

決という目的のもとに知を使用すればよいが，それは知の活

しかし，どうも筆者にはこういった工学観がしっくりこな用であり，知を愛し知そのものを問う学問本来の姿とは大きい．「工学≒科学技術」はほぼ納得できるとしても，工学をく異なる．学問(≒哲学)なら，樹木の枝葉を結合，統合しよ「応用を目指した科学」，あるいは「科学と技術が結合したもうなどとはせず，単に幹をたどって根本(ねもと)に戻ろうとの」とする構図には違和感が残る．例えば，「応用を目指しするだろう．そうすれば，自ずと各個別が一つに集約されるた科学」ならば，それは「科学」であろうし，「応用」といのだから．神学者パウル・ティリッヒが学問について語ったう営みに重きを置くなら，科学(あるいは学術)の領域まで踏「すべての専門は唯一の真理に奉仕するものであって全体とみ込む「技術」，ということになる．つまり，工学という矢の関連を失えば消滅してしまう｣(8)の含意はここにある．全印の先端(＝応用という目的)か基部(＝科学という営み)かの体との関連を失うとは，枝から離れた葉単体のことであり，どちらかに着目すれば，ことさら工学という言葉を用いなくそれは専門ではなく個別なのだ(9)．すなわち，学問においてても説明ができてしまうのではないかと．実は，これは技術はどのような専門であれそれは入り口でしかなく，「学際」

哲学者村田純一氏の「道具と機械」の定義を巡る論理をオマ

および「異分野融合」とは，他の分野との関わりにより自分ージュしている(11) ．村田によると，結局，道具とはあまりの立ち位置を確認する行為と理解されるだろう．哲学者三木自立的でない機械のことであり，機械とは比較的複雑でより清はよりラディカルにこう言った，「専門家たるもの，突き自立的な道具であるといった相対的区別しかなく，その区別

詰めればおのずと基礎たる哲学に接触するのは当然とし，自にこれ以上の実質的意味を与えることは困難，とされている．

分の専門の意味をその外に立つことによってよりよく反省せだがしかし，工学という言葉がある以上，それは応用を目んがため，あるいは自分の保持する原理の包括力および影響

指した科学とも，学術を用いた技術とも異なるはずである．

力を種々の分野において試さんがため，他分野と接触するこ

そこで，二人の人物の言を頼りにし「工学」を考察してみたとを余儀なくされるもの｣(10)と．

い．

先走って本論考の結論を述べるなら，学際および異分野融一人目として，金属物理学者本多光太郎は外せないであろ合の意味と意義は，この三木の言葉に凝縮される．学際およう．本多は，鉄鋼及び金属に関する冶金学・材料物性学の研び異分野融合が大事と叫ぶ意味(それが指し示す内容)は，各究の創始者かつ世界的第一人者．本多の有名な言葉の一つに専門から根本ないしは全体への接続を確認することであり，「産業は学問の道場である」がある．この言葉は，基礎研究

学際および異分野融合が大事と叫ぶ意義(それが指し示す価と応用研究の接続，むしろ基礎研究の最終目的地として産業

値)は，自分の問い(研究テーマ)はいかほどのものか，学術応用を掲げるという実質的な学問を強調する言として理解さにとって，この世にとって（「社会にとって」ではない)，どれている．これを，より人文学的にその人物の背景や人となのような意味があるのかと内省することにある．以上が，哲りまで迫って考察すると，もう一回り深い理解が可能であ学的ないしは学問論的な学際および異分野融合の考察である．

る．自分の結婚式の日ですら実験室に籠もっていたという実

工学という学際

験の虫であった本多は，いったい何にとりつかれていたのか．彼の人生において結局一度も大学という組織から抜けて先の文章にて，あえて「社会にとって，ではない」と足しいないことからも，彼はいかに実用を目指そうとも「学問」たことには理由がある．社会にとって意味があるのかどうかという足場は決して揺らぐものではなかったのではないか．

は工学の視点であり，これは別途紙面を割いて補足する必要

つまり，「産業は学問の道場である」という言葉の主役はがあると考えたからである．もしかすると，読者のうちに，「学問」の方にあるのではないか．本多の考えは産業応用に

工学は学問ではないのか，と疑問を持った方もおられるかも占有されていたのではなく，むしろ学問のことしか考えてなしれないが，そうではない．以下，工学の学問性について述

い．何においても優先される「学問」というもの．あくまでべる†6．

それを鍛える場として産業を掲げたのだとあの言葉を読め

一般社団法人八大学工学系連合会に参画している大学(旧七帝大と東京工業大学)における工学部ホームページ上のば，その生涯において学問に関わり続けた本多の態度に，本質的な「工学」のありようが浮かび上がってくるのだ．

「工学部・工学研究科の理念」を調査した．そこから読み取

そして，工学をまた実学とみれば，次なる人物として福沢

れる典型的(あるいは王道的)といえる工学理念は，「社会に諭吉を挙げたくなるのは自然だろう．確かに福沢は読み書き貢献する．課題を解決する」といった未来社会の創造を掲

そろばんなどの技術習得を重視した．ゆえに，学問においてげ，そのために「科学(基礎科学)を発展させる」あるいは

は実質的，実効的に役立つことを重視し，それを「実学」と「科学と技術を結びつける」といった構図をとっている．例

したと思われがちであるが，彼が言う自由とは，ほぼ「自立」

えば，「科学と技術の融合による科学技術を通して将来の問という意味であることを忘れてはならない．すなわち，実学とは実用の学ではなく実践の学．福沢がいう実践とは対話の†6

以降は下記の論考からの抜粋を含む．宮野公樹科学論の工学的分析，アステイオン，085(2016).

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japanことであり，その対話がなされる生活において，固定概念にとらわれず自分の考えを持つことこそが自由(＝自立)である

と強調したのだった．

得たのなら，これが前述した学問の大樹における幹あるいは以上を踏まえ，工学(という学問)の理念は何かと問われた根にいる証拠である．この位置から，今一度，枝葉(自分)をなら，筆者はそれを「目的的」としたい．それは，事柄や行

静かに見つめ，内省し，それでも研究を進めようとするな為において目ざす的(目的)，あるいはその意義を強く意識しら，自身の想いや信ずるところを起点とせざるを得ないことて思考，行動することである．これはすべての行為を有意味に気づくだろう，覚悟と責任と共に．そうして，自身の感動

か無意味で判断し，実装や実践に固執することを指すのではや驚きを，実験や調査や思惟を以てしてより自身の納得するない(例えば，無駄を目的とした場合には，思考や行為が無ところとし，それを文章にしたものが論考(論文)となるの駄であることが合理的に成立するであろう)．ここで言いただ．奇しくもこれは科学ないしは学問の始原の姿であること

いのは，工学を言うにあたり，社会実装や技術応用，課題解はお気づきのとおりである．

決など実益的有効性を掲げるのではなく，その目的の「到達」

なお，本多と福沢 2 名の選出は，もちろん紙面が限られを重視し，常に現実，現場をその達成過程に置くという考えているという理由はあるものの，工学を考察するにあたり筆方，これを「工学的」としたいのである．これは，対象領域

者自身がその言に強く感動したからである．当然ながら，本や守備範囲を規定する仕方での分野区別ではないため，工学多は本誌読者に馴染みあるうえ我が国における工学の大功労は他のあらゆる学術分野を取り入れることも可となる．すな者だから等，妥当めいた論理的理由はいくらでも後付はでき

わち工学が持つ特性は「学際的」といえるのである．こうす

る．が，大事なのはそこではない．

ることで，工学は「応用を目指した科学」でも「学術まで踏まえる技術」でもなく，他の学術分野を手段として見うる現

.

お

わ

り

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場的で総合的な学問と理解される．


科学哲学からの考察

今年 2021 年 3 月に策定された第 6 期科学技術基本計画では，「第 2 章 Society 5.0の実現に向けた科学技術・イノベー

筆の流れに任せ，思いがけなく「工学」にまで考えが及ん

ション政策」の「2．知のフロンティアを開拓し価値創造のだが，学際や異分野融合を述べる本論考の主旨とは大きくは 多様で卓越した研究を生み出す源泉となる研究力の強化 

外れてない結論で幸いである．他方，本論の「 3 ．「学際」

環境の再構築」の「目標」の 1 つに，「人文・社会科学の厚の多角的考察」部分は，いわゆる人文的なスタイルで論を進

みのある研究が進み，多様な知が創出されるとともに，国内めたが，本誌の読者には違和感を持たれた方もおられるだろ

外や地域の抱える複雑化する諸問題の解決に向けて，自然科

う．例えば，本多と福沢の言を元にして「工学」を論じてい

学の知と融合した「総合知」を創出・活用することが定着するが，その参照の 2 人という数と選出した理由は妥当か，る」があげられている(14)．いわゆる人文・社会学との連携といったように．この疑問はまったくそのとおりで，かつてに関し，まったく関係ないとする研究者も少なくないかもし

科学から人文へと活動を移した頃の筆者もそのように感じてれないが，本論考のように，それが「学問」であるなら，どいたが，今はそこまで疑問とはしない．まず数から考えるなのような分野であれ間違いなく既に接続されたものであり，

ら，論理的に考えれば直ちにわかるように，調査対象の母数

いわば「地続き」なわけなので，課題解決のための異分野連量の大小で，一定の妥当性はともかく「正しさ」は担保され携(＝チームビルディング)ではなく，異分野融合(＝他分野

えない．これは対象が物質であろうが精神であろうが社会でと交わり，内省する)の意味合いにて，本来の学問の姿を呼あろうが，どの専門分野にも共通することである． N 数がび起こすような全体的な学術界の進展を期待したい．

10 の場合と 11 の場合では後者がより正しいのか．ならば，1,000のほうがもっと正しいわけで，どこまでも続く N 数競

文献争の果てに真理はない．況や， N 数が絶対的なら，時間，
歴史の一回性を伴う天文学や歴史学はそもそも研究として成り立たない(いうまでもないが科学研究もしかり．全く同条
件・同環境下の比較実験は究極的に不可能)(12)．妥当とする
N 数はその専門分野の歴史的経緯やお作法に依存するものだが(13) ，本論考にひきつけて考えれば，人文系は 2 でよいということか，と問われそうだがそうではない．言いたいのは，つまるところ確固たる「正しさ」や「妥当」というものはありえないもので，どこまでいっても「正しいらしい」や「妥当と言えよう」といった確度の問題なのであり，それを踏まえた極限的な立ち位置から考えたのなら，いったい我々
研究者は，何をしようと何をしていて，そしてそれは何をしていることになるのか，まったくわからなくなるということである．考え詰めた果てにあるこの底が抜けたような感覚を( 1 ) https: // www.jsps.go.jp / j rftf / main.htm. ( 2021 年 7 月 1 日参照)
( 2 ) 文部科学省における研究および開発に関する評価指針
https: // www.mext.go.jp / a _ menu / kagaku / hyouka / 1260346.
htm.(2021年 7 月 1 日参照)
( 3 ) 干場 薫進歩史観とベンヤミン進歩の概念についての一考察，一橋論叢，106(1991), 220238.
( 4 ) 吉澤 剛不定性からみた科学―開かれた研究・組織・社会，5.
のために，名古屋大学出版会，(2021)第一章「科学」( 5 ) 東 浩紀情報時代の社会秩序―ポストモダン論の視点から，https: // www.rieti.go.jp / jp / events / bbl / 03031301.html. ( 2021
年 7 月 1 日参照)
( 6 ) 文部科学省「 2018年度大学等におけるフルタイム換算データに 関 す る 調 査 報 告 書 」， https: // www.mext.go.jp / b _ menu /houdou/31/06/__icsFiles/afieldfile/2019/06/26/1418365_02.
pdf(2021年 7 月 1 日参照)
( 7 ) 「学際研究イメージ調査」(科研費 A「多様な学術研究活動をプロムナード育むアカデミックデータ・イノベーション成熟度モデルの開発」(代表梶田将司，分担者宮野公樹 https://www.cpier.
info/gakusaiankeito.
( 8 ) パウル・ティリッヒ，清水 正(翻訳)，濱崎雅孝(翻訳)諸学の体系 学問論復興のために，法政大学出版局，(2012), 1.
( 9 ) エドワード・ W. サイード，大橋洋一(翻訳)知識人とは何か，平凡社，(1998).
( 10 ) 三木 清，大澤 聡(編集)三木清大学論集，講談社文芸文庫，(2017), 37(11) 村田純一技術の哲学，岩波テキストブックス，(2009).
( 12 ) 國吉康夫ロボティック・サイエンス論科学における再現性と一回性，といとうとい，0(2021), 94102.
( 13 ) 2019 年 1 月開催の第一弾全分野結集型シンポジウム第一弾「真理探求とは何か」．
( 14 ) https: // www8.cao.go.jp / cstp / kihonkeikaku / 6honbun.pdf(2021年 7 月 1 日参照)

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

宮野公樹

2001年 立命館大学大学院理工学研究科博士課程後期課程修了 博士(工学)2003年 九州大学応用力学研究所基礎力学部門連続体
力学分野 助手
2005年 京都大学工学研究科マイクロエンジニアリン
グ専攻所属 特任講師
2011年― 現職
専門分野大学論，学問論，政策哲学◎学際や異分野融合を切り口に学問本来のあり方を追求する研究活動に従事． 2021 年 6 月に一般社団法
人 STEAM Association を設立し代表理事に．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★



コンビナトリアル手法を用いた機能性材料の開発
高

橋

竜

太 川

嶋

一

裕


を左右する因子になっている．

.

は じ

め

に

本稿では，これまで筆者らが行ってきたコンビナトリアル
手法による薄膜研究において，一般的なコンビナトリアル手

コンビナトリアル成膜技術は組成や構造の異なる薄膜を多法を利用した薄膜研究の概要がわかる例として，ハライドペ

数集積化する薄膜プロセスであり，有機物から酸化物，金属

ロブスカイト( CH3NH3PbI3 : MAPbI3 )の太陽電池デバイス

まで幅広い材料開発に応用されている(1)(3) ． 1 回の実験で研究(4)について紹介する．さらに，コンビナトリアル手法で多種多様なデータが出力され，常に 1 つのサンプルの中にしか得ることができない，コンビナトリアル手法特有の成果

比較対象を有しているという点で，系統的データを簡便に取として， Fe Co 合金の結晶相境界を用いた磁歪金属の開得する方法だと，筆者らは考えている．実際，材料研究で論発(5)，そして強誘電体 Bi4Ti3O12 薄膜の高結晶化に向けたフ文を執筆しようとすると，これまでの常識を覆す新材料が見ラックス探索について紹介する(6)(10)． 3 つの異なる材料探出された場合を除き，報告されている材料プロセスと比較し索プロセスを通し，コンビナトリアル手法が優れた面と解決ながら論文を書かざるを得ない．コンビナトリアル実験で取すべき点について議論し，現在取り組んでいるインフォマテ

得したデータは，比較対象が常に含まれ，論文を書きやすく

ィクス研究についても併せて紹介する．

してくれる方法とも言える．また，大学における学生の指導という点では，混み合う実験装置で，よりたくさんの実験を.

コンビナトリアル製膜手法について

学生に効率よく行ってもらわなければならない．わかりやすい研究成果を出し，見栄えがいい系統的データを取得できるコンビナトリアル薄膜手法のベースとなる 2 成分組成傾点において，コンビナトリアルプロセスは学生の卒論，修論

斜薄膜法のプロセスの概要を図に示す．パルスレーザー堆研究にも適した材料プロセスと言える．学生目線からみると，積法による薄膜合成時に，シャドーマスクを動かしながら薄1 回の実験で，比較対象のある実験データが取れ，実験を多膜を堆積すると，膜厚が線形に変化した傾斜薄膜が形成す

少サボっても多くの実験データが取れる魅力的な方法にも映る．この膜厚傾斜の高さを結晶構造の 1 ユニットの厚さとる．その一方で，得られた多くの実験データをいかにうまくし，2 つの材料について逆方向に傾斜膜を高温で堆積する．

説明するかという，“データ解析”に苦しんでいるのをよくそれぞれの材料が面直方向に拡散し，面内方向には化学組成目にする．筆者が学生の時もまた， 3.5 万点の XRD パター

が線形に変化した組成傾斜薄膜を作ることができる．結晶格

ンを解析するように教員に指導され，その解析に 1 ヶ月を

子 1 ユニットの傾斜膜を繰り返し，目的の膜厚まで堆積す要し，プログラミング初心者であった筆者には当時，大変苦ることにより，数 100 nm オーダーの 2 成分組成傾斜薄膜が労させられた思い出がある．この筆者自らの経験からも材料生成する(2)(11) ．シャドーマスクの形を工夫する，または基プロセスをコンビナトリアル手法でより高速化するには，デ

回転することによって，図 1( b)のような 3 成分の板を 120°ータ処理を効率よく実施するための情報処理能力が材料研究

組成傾斜薄膜を1回の実験で堆積することもでき日本大学工学部電気電子工学科准教授(〒9638642 郡山市田村町徳定字中河原 1 番地)
株式会社信光社 結晶開発部副部長
Combinatorial Highthroughput Exploration of Functional Materials; Ryota Takahashi, Kazuhiro Kawashima(College of Engineering, Nihon University, Koriyama. Shinkosya, Yokohama)
Keywords: Combinatorial highthroughput exploration, Halide perovskite, magnetic striction, ferroelectric materials, flux mediated epitaxy
2021年 5 月17日受理[doi:10.2320/materia.60.620]



最近の研究

図1

コンビナトリアル手法について．シャドーマスクを用いた 2 成分組成傾斜薄膜の作成プロセスについて(a)．3 成分組成傾
斜薄膜について( b )，自然傾斜薄膜を利用した一括成膜( c )，自動ステージ上における，プローブ顕微鏡( d )， X 線回折(e)，顕微分光測定(f)による一括評価．(オンラインカラー)

る(12)(17) ．規則的な稼働マスクの動作によって，堆積位置によって基板の上に塗布され，乾燥後，アニールによって結と化学組成が 1 対 1 対応したライブラリーが生成し，薄膜晶化されるウェットプロセスが用いられている．電子輸送層

合成からその評価まで一貫して行うことも可能になる．合成とホール輸送層に挟み込まれたハライドペロブスカイト構造

装置に，マスクを設置できない場合でも，スパッタ法やパルを適切にデザインすることで， 20 を超える高い光電変換

スレーザー堆積法では原料ターゲット近傍と遠方において堆効率が多くのグループから報告されている．

積レートが異なるため，膜厚が自然に傾斜した膜が堆積し，筆者らはこのようなハライドペロブスカイト材料を用いた

図 1(c)のように組成傾斜薄膜を作ることができる(18)(19)．こ太陽電池をドライなパルスレザー堆積手法で作製するべくプの場合は，図 1(b )のように堆積位置と組成が対応しておらロセスの開発を行ってきた．本手法では CH3NH3I(MAI)原ず，追加の化学組成分析が必要となる．

料と PbI2 原料をシリコン粉末と混ぜた原料を室温で交互積一括合成したコンビナトリアル薄膜試料はプローブ顕微鏡層した．シリコン粉末はアブレーションに使用する赤外レーを用いた物性評価(図 1(d))(20)(26)，XRD の構造解析の多点

ザーを吸収させ，原料を加熱するためのもので(35)，薄膜の測定(図 1 ( e ))(6)(8)(11)(27)(28) ，顕微タイプの光学物性評価

中への混入は観察されなかった．MAPbI3 薄膜の組成最適化( ))(11)(14)(19)(29)(31)を用いて，簡易に高速評価を実施(図 1 fにコンビナトリアル手法を適用し，光電変換効率の増強を目することができる．特にフォトルミネッセンス， Raman ，的とし実験を行った．

赤外分光などの光学測定手法は既存の装置をそのまま適用す

図(a)には MAPbI3 の組成傾斜薄膜ライブラリーの構造ることができ， xy ステージ上に試料を乗せることができれを示す．あらかじめ電子輸送層の TiO2 薄膜をスパッタ法でば簡易にマッピング測定が可能になる．一方で， SQUID を

ITO ガラス基板上に堆積したのち， MAPbI3 の組成傾斜薄用いた磁化測定のように，物性値の“絶対値”を精密に計測膜をコンビナトリアルパルスレーザー堆積法で作製した．

することは微小試料において難しく，コンビナトリアル一括

PbI2 薄 膜 1.4 nm に 対し ， MAI 薄膜 を 0.2 ～ 3.2 nm 堆 積 し評価の弱点である(25)(26)．たくさんの材料の組成を網羅した

た傾斜薄膜を 1 周期とし，合計で300周期の薄膜を堆積する

薄膜において，走査型プローブ顕微鏡によるスクリーニング

ことで組成傾斜薄膜を作製した．続けて， Spiro OMeTAD

から面白い組成の目星を付け，単一の薄膜試料を作り直すとのホール輸送層を堆積した後，XRD による構造評価，IV 特

いうプロセスが不可欠になっている．このような高速評価と性から太陽電池デバイスとしての機能評価を行った(36)．

いう点ではまだ改良すべき点も多くあるのが現状である．

図 2 ( b )には作製した薄膜デバイスの XRD による構造評
価の結果を示す． MAI 薄膜が堆積されていない領域では，

.

コンビナトリアル手法を用いたハライドペロブス
カイト材料の開発

PbI2 の 001 ピークが観察されている． MAI 薄膜の組成が増加するにつれ， PbI2 のピークは小さくなり，ペロブスカイ
ト相の110ピークが強まった．最終的にはペロブスカイト薄2 成分組成傾斜薄膜の例としてハライドペロブスカイト

膜のみの XRD パターンとなり，MAI が 1.4 nm 以上におい( CH3NH3PbI3 : MAPbI3 )の研究成果について紹介する(4) ．

て PbI2 は全てペロブスカイトに変化していると考えられる．

MAPbI3 はバンドギャップが 1.55 eV の直接遷移半導体であ図(a)には透過率測定から求めた吸収スペクトルの組成

り，新しい太陽電池材料として盛んに研究が進められてい依存性を示す． MAI 薄膜がほとんど堆積していない領域でる(32)(34) ．一般的に，溶液に溶かした原料をスピンコート

は PbI2 のバンドギャップに相当する 510 nm の波長で吸収

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japanされた．MAI の膜厚の増加に伴い，短絡電流は大きくなり，
MAI が 1.7 nm の時，最大の短絡電流を観察した．さらに，
MAI の膜厚が増加すると，短絡電流は小さくなった．この傾向は図 3 ( a )で観察された吸収係数の結果とも一致し，MAI の膜厚が 1.7 nm 付近で吸収係数が最も高いこととも関連し，この組成において光電変換効率が最大となる10.2の効率が得られた．
本実験では組成を連続的に変化させ，太陽電池デバイスの特性を改善するための研究について紹介してきた．デバイスの機能を最大化するためには必要不可欠な実験であり，類似した成膜実験は材料研究に常に必要な実験である．現時点では試料数が少ないため，コンビナトリアル手法のメリットを活かしきれていないが，同じ実験条件で再現よく系統的なデバイス特性のデータが取得できたという点では，コンビナト
図2(a) MAPbI3 の組成傾斜薄膜ライブラリーの構造．面内方 向 に は MAPbI3 の 組 成 が 傾 斜 し ， 面 直 方 向 に は
MAPbI3 が下部の電子輸送層と上部のホール輸送層に挟まれた構造をしている．(b) MAPbI3 の組成傾斜薄膜
ライブラリーの XRD パターン．(オンラインカラー)

リアル手法の優位性がわかる結果と言える．

.

コンビナトリアル手法を用いた金属磁歪材料の開発

コンビナトリアル手法を適用することで材料探索が容易に進む例として，“結晶相境界”を利用した磁歪材料の開発について紹介する(5)．磁歪材料は磁界を印加すると結晶が歪む現象で，形状記憶合金(28)や圧電体(39)と共に，アクチュエー
ターやセンサーとして使用されている．この磁歪材料の開発において“結晶相境界”が開発指針の一つになっていることが知られている．例えば，ガルフェノール(Fe1－xGax)の系では，Fe0.8Ga0.2 が 400 ppm を超える大きい磁歪定数を示すことが知られている(40)(41) ．この組成では， bcc の A2 相の中
図3( a) MAPbI3 の組成傾斜薄膜ライブラリーの吸収スペク
トル．(b)MAPbI3 の組成傾斜薄膜ライブラリーの太陽電池特性について．実線は逆方向バイアス，点線は順
方向バイアスで測定を行った．(オンラインカラー)に DO3 型の秩序相がナノクラスターとして析出し，二つの結晶相の界面が磁歪定数の向上に強く影響する(42)(43)．同様
な例として， TbCo2 DyCo2 の磁歪材料の系(44) も挙げられる．この系には正方晶と菱面体晶の結晶相境界があり，この組成付近において磁歪特性が著しく向上することが知られて係数が大きく変化している． MAI がドープされていくと，いる．どちらの磁歪材料でも，“結晶相境界”が歪み特性を

PbI2 の電子構造に起因する特性から MAPbI3 に由来する吸向上させる手がかりになっており，圧電体材料のモルフォト

収特性へと変化し，MAPbI3 のバンドギャップは 790 nm とロピック相境界( MPB )との関係性が示唆されている．この見積もられる．この波長は MAPbI3 のバンドギャップの報

ような相境界を擬似的に作り出すことはコンビナトリアル法

告値(32)である 1.55 eV と一致している．また，790 nm 以下が得意としており，その一例として筆者らは Fe Co 合金薄の波長領域では， MAI のドープ量が増えるにつれ吸収係数

膜の組成傾斜薄膜の作製を行い，2 つの結晶の相境界においも大きくなり，MAI の膜厚が 1.7 nm で吸収係数は最大となて磁歪特性を大きく増強することに成功した(5)．

った．さらに MAI の組成比が増えていくと吸収係数が下がる傾向が観察された．

Fe Co 合金の磁歪特性については 1930 年代に報告され，
Co0.7Fe0.3 が 90 ppm ， Co0.5Fe0.5 が 75 ppm と し て 知 ら れ て

この MAPbI3 薄膜ライブラリーの太陽電池としての機能いる(45)(46) ．その後，アニールした Co0.5Fe0.5 の単結晶試料特性を評価するために， AM1.5 のソーラーシミュレーター

で 150 ppm の磁歪特性が確認され(47)，FeCo 合金の磁歪材

光を照射の下，IV 特性を評価した結果を図 3(b)に示す．実料としての機能は Co0.5Fe0.5 付近を中心に研究されてきた．

線は逆方向バイアス，点線は順方向バイアスで測定を行なっ

図に FeCo 合金の状態図(48)を示すが，FeCo 合金には状た結果になる．MAPbI3 薄膜が強誘電性を示すだけでなく，

態図中の赤線で示す“fcc Co＋bcc Fe”と“bcc Fe”の相境電極界面においてキャリアのトラップも生じるため，バイア界がある．筆者らは上記の Co が過剰な相境界付近の組成にスの掃引方向で特性が大きく変化する結果が得られおいて磁歪特性の向上を期待し，コンビナトリアル手法によた(37)(38) ．しかし， MAI の膜厚に対して短絡電流と開放電って試料合成，そして磁歪特性の評価実験を実施した．

圧の傾向は掃引方向によらず，それぞれ一致した結果が観察

一般的な薄膜実験では 0.5 mm 厚の基板上に薄膜を堆積す

最近の研究

図4

FeCo 金属の状態図．(オンラインカラー)

図6

Fe Co 金属の 2 成分組成傾斜薄膜ライブラリーの磁歪特性の評価手法について．(a)レーザーをカンチレバー上に照射し，磁界を印加したときの変位量を PSD で計測する．( b )磁界を± 0.4 T でスウィープした際の変位量の観察について．(c)測定した変位量を磁界に対するプロットした結果について．(オンラインカラー)

かる．また，アニール処理によって b Co 111ピークがより
Fe 過 剰 の 組 成 で も 観 測 さ れ る よ う に な り ，“ fcc Co ” と“ bcc Fe ”の相が共存している領域が発生し，相境界が Fe
過剰の組成にシフトしている．
結晶の相境界と磁歪特性の相関を調べるために，図の手法でコンビナトリアルカンチレバー試料の磁歪特性の評価を行った．電磁石によって磁界をカンチレバーの面内方向に印加した．カンチレバー上にレーザーを照射し，磁歪によって発生する変位を，PSD で計測した．磁界を連続的に±0.4 Tの範囲でスイープした際，変位量は図 6(b )のように計測さ
図5

Fe Co 金属の 2 成分組成傾斜薄膜のアニール前( a )，800°
Cでアニール後(b)の XRD パターン．アニールによって変化する磁歪特性(c)．(オンラインカラー)

れ，変位量を磁界に対してプロットすると図 6( c )のように
バタフライカーブが得られた．変位量に加え，基板や薄膜材
料のヤング率，厚さ，サイズを考慮した値から，それぞれの組成における磁歪係数を見積もった．その結果を図 5 ( c )にるが，この方法では磁界を加えた時に発生する薄膜の歪み量示す．青色がアニール前，赤色がアニール後のデータを示しを計測することはできない．組成と結晶相の関係を調べるだている．Co が過剰な領域では負の磁歪定数を示しているのけでなく，磁界を加えた際に発生する変位量も計測するべに対し， Fe 組成の増加に伴い磁歪定数の符号が変わり，そく，直径 3 インチ，厚さ 0.5 mm の Si/SiO2 基板をカンチレの大きさは増大していった．アニール前の試料では Fe がバー加工し，厚さ 70 mm まで極薄化した基板を本研究では20 付近，アニール後の試料では 35 付近で最大値とな利用した(18)(41) ．この上に，室温において Fe Co 合金の組り，さらに Fe が過剰の組成になると，磁歪定数が小さくな

成傾斜薄膜を堆積した．WDS による組成分析の結果，Feっていくことがわかる．注目すべき点として，磁歪定数の最Co＝1 9 から Fe Co＝ 9 1 の組成比まで連続的に化学組大値が得られた合金組成が fcc 構造と bcc 構造の相境界の組成が変化しているのを確認できた．

成と一致している．Fe1－xGax(40)(43)や TbCo2DyCo2(44)の磁図(a)に FeCo 合金の組成傾斜薄膜の XRD マッピング

歪材料のように，結晶相境界によって磁歪特性は大きく変化の結果を示す．横軸を化学組成，縦軸に 2u とし，強度デー

し，コンビナトリアル手法がこのような相境界の合成と検出

タをマッピングしている．Co 側において bCo 111ピーク，に強力な手法であることを物語っている．

そして Fe 側において a Fe 110 ピークが観察された．“ fcc
Co”と“bcc Fe”の相境界は図中の点線が示す Fe が15付

近であると予想される．この薄膜を800°
Cの高温で真空アニ.

コンビナトリアル手法を用いた酸化物フラックスの開発

ールし，アニール後の XRD マッピングの結果を図 5 ( b )に示す．アニールによって結晶化が進み，図 5( a )に示すアニ

コンビナトリアル薄膜手法が未知な材料を見つけ出すのにール前に比べ，全体的に回折強度が高くなっていることがわ

役立つ実験手法であることを示す例として，“フラックス材

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan料”の最適化プロセスに適用した例を紹介する．フラックス

判断できる．この結果から， CuO を含むフラックスを介し材料はバルク単結晶合成に使用される添加物のことを言い，て Bi4Ti3O12 薄膜を堆積すると，結晶成長が促進し，高結晶

高融点材料の単結晶合成，分解溶融型化合物の結晶育成，揮化することがわかった．

発性物の単結晶合成などに幅広く利用されている．このフラ

CuO フラックスを介して Bi4Ti3O12 薄膜が高結晶化するメックス材料は経験則に沿った材料の選択指針も報告されていカニズムを調べるために， XPS や mAES による分析実験をる(49)が，予測された材料が必ず結晶成長を促進するフラッ

行ったところ，Bi4Ti3O12 薄膜の堆積している間，CuO が常クスになるとは限らず，トライアンドエラーをしながら実験に薄膜表面に析出し，界面活性剤として機能していることがをしてみないとわからないのが現状である．筆者は強誘電体判明した(51)．成膜条件の最適化をさらに詳しく行った結果，

Bi4Ti3O12 薄膜の結晶成長を促進するフラックス材料を見つ

6 Torr の酸素分圧，800°
Cという高温で薄膜を堆積することけるべく，コンビナトリアル手法で材料のスクリーニングをによって，結晶性が著しく向上することがわかった．図

行った．
Bi4Ti3O12 Bi2O3 とフラックス添加物となりうる CuOx ，VOx， BiPOx， MoOx， WOx， BaOx の 3 成分組成傾斜薄膜を
step 処理した SrTiO3 基板(50) 上に 20 nm 堆積してから，目的とする強誘電体 Bi4Ti3O12 の薄膜を 500 nm 堆積した．堆
積した薄膜は一括 XRD 装置を用いて評価を行った． 1 つのライブラリー試料は 5,000 点のフラックス組成点を有し， 6
つのライブラリーで合計30,000点の XRD パターンが出力された．さらに，フラックスが Bi4Ti3O12 薄膜の結晶成長を促進させているのかを調べるために，フラックスを使用せずに合 成 し た 薄 膜 の XRD 解 析 も 併 せ て 5,000 点 の 測 定 を 行 った．薄膜の結晶性に対するフラック材料の効果を簡便に判断するために，図には，Bi4Ti3O12 0014ピークの強度とピー
ク位置から計算される c 軸長を計算した結果を示す．フラックスを使用せずに作製した場合， XRD 回折強度は 10,000～
13,000カウント程度であり，c 軸長もバルクの値に比べ短いものになった．一方で， CuO のフラックス材料を用いた場
合，回折強度が最も高くなり，c 軸長はバルクの格子定数とほぼ一致する傾向が観察された． CuO 以外のフラックス材料を介して堆積した Bi4Ti3O12 薄膜の場合，フラックスを使用しなかった時と同程度，もしくは XRD 強度が大きく減少
している傾向が観察されており，結晶性が悪くなっていると

図8



図7

コンビナトリアル手法を用いた Bi4Ti3O12 薄膜の結晶性を向上させるフラックス材料の探索プロセス．6 種類のフラックスライブラリーの薄膜試料について Bi4Ti3O12
薄膜の回折強度と格子定数のマッピングを行った．
CuO を含有するフラックス材料を用いた場合，フラックスを使用しない場合や他のフラックス材料を用いた
場合より Bi4Ti3O12 薄膜の回折強度は高まり，格子定数は Bi4Ti3O12 バルクの値に一致する傾向が観察された．
(オンラインカラー)

フラックスを使用せずに作製した Bi4Ti3O12 薄膜(a)と CuO フラックスを使用して作製した Bi4Ti3O12 薄膜(b)の断面 TEM
像．(c)，(d) CuO フラックスを使用して作製した Bi4Ti3O12 薄膜(b)の表面 AFM 像．(e) Bi4Ti3O12 薄膜の IV 特性．CuO
フラックスを利用することでリーク電流が抑制し，絶縁性が向上した．(オンラインカラー)

最近の研究(a )，(b )には結晶性を調べるために測定を行った Bi4Ti3O12
薄膜の断面 TEM 像の結果を示す． CuO フラックスを使用せずに作った場合(図 8(a))，Bi4Ti3O12 薄膜の中には転位や欠陥が多く含まれる薄膜が成長した一方で， CuO フラックスを使用した場合(図 8( b ))，薄膜や欠陥が mm オーダーの範囲で観察されない，高い結晶性を有する薄膜を堆積できたと言える．
図 8 ( c )，( d )には CuO フラックスを用いて作製した Bi4
Ti3O12 薄膜の表面を AFM で測定した結果を示す． 5 mm という広い範囲においてステップ構造が観察され，その高さは1.6 nm であった．この高さは Bi4Ti3O12 の c 軸長の半分に相当する．図 8 ( e )には Bi4Ti3O12 薄膜の IV 特性の CuO フラックス効果について示している．フラックスを使用しない場
合， Bi が欠損するだけでなく，結晶性も低下し，リーク電流が高くなっているのに対し， CuO フラックスを使用する

図9

コンビナトリアル手法で得られるデータを管理するネットワークシステム．ワイヤレスを介して，実験装置から得られたデータをデータサーバーに蓄積するシステムを構築している．(オンラインカラー)と，リーク特性が改善していることが明らかである．このようにリーク電流が低減すると自発分極のヒステリシス測定が可能になり，飽和分極が 3 mC/cm2 であることがわかってい現在，筆者の研究室では，筆者自身のこれまでの経験を踏る．この分極値はバルクの値である 4 mC/cm2 とほぼ一致し

まえ，データ処理をより高速に実行するべく，得られたデーている．

タをすべて試料ごとにワイヤレスネットワークを介しデータ

Bi4Ti3O12 薄膜の機能向上はコンビナトリアル手法で見つサーバーに管理するシステムを構築している(図)．サーバけられた CuO が界面活性剤として表面に常に析出することーの管理者が頻繁にバックアップをとっていれば，パソコンによって，蒸気圧が高い Bi2O3 の蒸発を防いでいる役割を担のトラブルによってデータを失うことはない．また，大学でっていることが大きい．さらに，高温でも安定化した Bi2O3

は学生が卒業するたびに貴重な実験データを失うこともあの液滴が薄膜堆積中に表面をマイグレーションしながら Bi4

る．例えば，卒業生のパソコンに貴重なデータが入っていた薄膜が堆積する効果もあり(51)，AFM や TEM，電気時は，教員が卒業生に連絡を取らざるを得ない状況をこれまTi3O12特性で観察された薄膜の特性向上に繋がっていることも明らかになった．

でにも見てきたが，このようなトラブルも回避できる．
さらに，データサーバーには系統的にデータ処理するため

何故 CuO が Bi4Ti3O12 薄膜の界面活性剤として機能するのマクロファイルを保管し，研究室のメンバーが簡便にコンかについてはまだ未知な面も多い．状態図のデータベースを

ビナトリアル手法で作製した試料のデータ解析できるシステ

調 査 し た 限 り で は ， CuO が 他 の 不 純 物 フ ラ ッ ク ス ( VOx,ムを構築している．学生自身がデータ処理に時間と労力をかPOx, MoOx, WOx, BaOx)に比べ，TiO2 や Bi2O3 と化合物を作けることはなく，コンビナトリアル実験に専念できる環境をりにくく，状態図を見ても中間化合物の数が少ないことが判作り上げている．

明した．つまり， Cu が Ti 酸化物や Bi 酸化物と結合を作りネットワークを介したデータシステムを構築し，データがにくいため， Bi4Ti3O12 結晶の中に取り込まれず，薄膜合成

次々と蓄積するシステムを作ったとしても，ロボットが材料

中は表面に析出したものであることが予想される．このようを作るために機械学習させるのに十分なデータを得るまでにな未知な現象をうまく検出できるのがコンビナトリアル手法

は至ってはいない．機械学習には少なくても 1 万点のデーのメリットであり，今後はデータベースを取り込んだインフ

タが必要であると言われ，コンビナトリアル手法を適用してォマティクスの技術を多用することでより少ない実験量で類も足りないのが現状である．本稿で紹介したデータについて似した実験結果が得られるものと期待される．

は材料の化学組成を変化させただけで，合成する際の基板温度や酸素圧力，パルスレーザー堆積の場合はレーザーの周波.

コンビナトリアル手法を用いたデータ解析

数，エネルギー密度などの諸条件もすべて一定の条件でデータを取得してきた．もし，それぞれの実験条件を全て最適化

コンビナトリアル手法を用いた実験研究を進めると，合成しようとすると，よりたくさんの実験量が必要になり，情報も評価も高速に進むため，膨大な実験データが生み出され，量もより膨大になる．コンビナトリアル手法だけでは足りなデータ整理に悩まされることもある．これまでに紹介した 3

い点を，マテリアルインフォマティクスの導入によって補い，つの事例についても，測定点が増加するに伴い，取得するデDFT 計算のデータをリンクさせる方法を運用する，またはータの処理の難易度は高まっていった．コンビナトリアル手

ベイズ最適化を取り込んだプロセスパラメーターの最適化手法が高速合成・評価手法であるにも関わらず，データ処理律法など，新しいシステムを取り入れたプロセスも必要になっ速になってはコンビナトリアルプロセスを使う意義がない．

ていると言える．

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

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コンビナトリアル材料プロセスによるハライドペロブスカ
イト太陽電池，結晶相境界を用いた磁歪材料，フラックス材
料による強誘電体薄膜に関する研究内容について紹介してきた．3 つのどの研究においても，たくさんの組成を有する薄膜ライブラリーを一つの基板上に集積し，一括評価することで系統的データを得ることができた．その結果，デバイスの特性が薄膜の化学組成に大きく依存したり，結晶相境界によって変調する特性の変化を検出でき，目的とする材料の特性・機能を向上させることに繋がっている．その一方で，材料の特性を良くするためのデータだけが有効活用され，特性を悪くする“ダメ”データについては比較データとしてしか利用されていない．今後は“ダメ”なデータも有効活用できるデータベースを蓄積し，取得したすべてのデータを有意義に活用し，新しい材料を見つけ出す材料プロセスの IT 化を目指し，システムを拡張していきたい．
本研究は，リップマーミック教授(東京大学物性研究所)，
竹内一郎教授(メリーランド大学)，松本祐司教授(東北大学
工学研究科)，鯉沼秀臣名誉教授(現在，エスシーティー株式会社)との共同研究成果によるものである．また，本研究の一 部 は ， JST さ き が け ( JPMJPR16R3 ) ， 科 研 費( 20H02622 )，安全保障技術研究推進制度( JPJ004596 )の助成を受けて行われた．ここに感謝申し上げます．

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(11) T. Fukumura, M. Ohtani, M. Kawasaki, Y. Okimoto, T.
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Koinuma: Appl. Phys. Lett., 77(2000), 34263428.
(12) R. Takahashi, H. Kubota, M. Murakami, Y. Yamamoto, Y.
Matsumoto and H. Koinuma: J. Comb. Chem., 6(2004), 5053.
(13) R. Takahashi, H. Kubota, T. Tanigawa, M. Murakami, Y.
Yamamoto, Y. Matsumoto and H. Koinuma: Appl. Surf. Sci.,
223(2004), 249252.
(14) H. Kubota, R. Takahashi, T.
W. Kim, N. Arai, M. Yoshimura,
H. Nakao, H. Furuya, Y. Mori, T. Sasaki, Y. Matsumoto and
H. Koinuma: Appl. Surf. Sci., 223(2004), 241244.
(15) Y. Yamamoto, R. Takahashi, Y. Matsumoto, T. Chikyow and
H. Koinuma: Appl. Surf. Sci., 223(2004), 913.
(16) K. Hasegawa, P. Ahmet, N. Okazaki, T. Hasegawa, K.
Fujimoto, M. Watanabe, T. Chikyow and H. Koinuma: Appl.
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(27) M. Ohtani, T. Fukumura, M. Kawasaki, K. Omote, T. Kikuchi,
J. Harada, A. Ohtomo, M. Lippmaa, T. Ohnishi, D. Komiyama,
R. Takahashi, Y. Matsumoto and H. Koinuma: Appl. Phys.
Lett., 79(2001), 35943596.
(28) R. Zarnetta, R. Takahashi, M. L. Young, A. Savan, Y. Furuya,
S. Thienhaus, B. Maas, M. Rahim, J. Frenzel, H. Brunken, Y.
S. Chu, V. Srivastava, R. D. James, I. Takeuchi, G. Eggeler
and A. Ludwig: Adv. Funct. Mater., 20(2010), 19171923.
(29) T. Makino, C. H. Chia, N. T. Tuanm D. D. Sun, Y. Segawa, M.
Kawasaki, A. Ohtomo, K. Tamura and H. Koinuma: Appl.
Phys. Lett., 77(2000), 975977.
(30) M. Ohtani, H. Kishida, K. Hirota, H. Sakurada, N. Kawamoto,Y. Murakami, K. Ueno, J. Matsuno, Y. Okimoto, T. Makino,
Y. Segawa, Y. Tokura, D. Shindo, H. Okamoto and M.
Kawasaki: Adv. Mater., 18(2006), 25412544.
(31) M. Ohtani, T. Hitosugi, Y. Hirose, J. Nishimura, A. Ohtomo,
M. Kawasaki, R. Inoue, M. Tonouchi, T. Shimada and T.
Hasegawa:Appl.Surf. Sci., 252(2006), 26222627.
(32) A. K. Jena, A. Kulkarnim and T. Miyasaka: Chem. Rev., 119(2019), 30363103.
(33) T. SotoMontero, W. Soltanpoor and M. MoralesMasis: APL
Materials, 8(2020), 11903.
(34) A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai and T. Miyasaka: J. Am.
Chem. Soc., 131(2009), 60506051.
(35) S. Maruyama, Y. Takeyama, H. Taniguchi, H. Fukumoto, M.
Itoh, H. Kumigashira, M. Oshima, T. Yamamoto and Y.

最近の研究Matsumoto: ACS Nano, 4(2010), 59465952.
(36) Y. Okamoto and Y.Suzuki: J. Phys. Chem. C, 120(2016),
1399514000.
(37) B. Chen, M. Yang, S. Priya and K. Zhu: J. Phys. Chem. Lett., 7(2016), 905917.
(38) S. Meloni, T. Moehl, W. Tress, M. Franckevi ¾cius, M. Saliba,
Y. H. Lee, P. Gao, M. K. Nazeeruddin, S. M. Zakeeruddin, U.
Rothlisberger and M. Graetzel: Nat. Commun., 7(2016),
10334.
(39) R. Takahashi and M. Lippmaa: ACS Appl. Mater. Interface, 12(2020), 25042
25049.
(40) A. E. Clark, J. B. Restorff, M. WunFogle, T. A. Lograsso and
D. L. Schlagel: IEEE Trans. Magn., 36(2000), 32383240.
(41) J. R. HattrickSimpers, D. Hunter, C. M. Craciunescu, 1 K. S.
Jang, M. Murakami, J. Cullen, M. Wuttig, I. Takeuchi, S. E.
Lofland, L. Benderksy, N. Woo, R. B. V. Dover, T. Takahashi
and Y. Furuya: Appl. Phys. Lett., 93(2008), 102507.
(42) A. G. Khachaturyan and D. Viehland: Metall. Mater. Trans. B,
38A(2007), 23082316.
(43) A. G. Khachaturyan and D. Viehland: Metall. Mater. Trans. B,
38A(2007), 23172328.
(44) S. Yang, H. Bao, C. Zhou, Y. Wang, X. Ren, Y. Matsushita, Y.
Katsuya, M. Tanaka, K. Kobayashi, X. Song and J. Gao: Phys.
Rev. Lett., 104(2010), 197201.
(45) Y. Masiyama: Sci. Rep. Res. Tohoku A, 21(1932), 394.
(46) S. R. Williams: Rev. Sci. Instrum., 3(1932), 675
683.
(47) R. C. Hall: J. Appl. Phys., 31(1960), 157.
(48) Y. Ustinovshikov and B. Pushkarev: J. Alloy. Compd., 424(2006), 145151.

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan( 49 ) 大石修治，手嶋勝弥，宍戸統悦フラックス結晶成長の話，
日刊工業新聞社，(2010)，1534.
(50) S. Kawasaki, E. Holmstrom, R. Takahashi, P. Spijker, A. S.
Foster, H. Onishi and M. Lippmaa: J. Phys. Chem. C, 121(2017), 22682275.
(51) R. Takahashi, Y. Tsuruta, Y. Yonezawa, T. Ohsawa, H.
Koinuma and Y. Matsumoto: J. Appl. Phys., 101(2007),
33511.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
高橋竜太
2005年 東京工業大学総合理工学研究科博士課程修了
2005年
2009年 Norwegian University of Science Technology, University of
Maryland 博士研究員
2009年
2019年 東京大学物性研究所 助教
2019年 4 月現職
専門分野機能性薄膜の合成，コンビナトリアル材料探索技術の構築◎コンビナトリアルパルスレーザー堆積手法による酸化物，ハライド材料の合成技術を中心に活動．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

高橋竜太

川嶋一裕




無機 2 次元ナノシートが拓く原子層技術
長

田

実

の注目を集めている．本稿では，筆者らの研究例を中心に，

.

は じ

め

に

無機ナノシートの研究動向，応用，将来展望について紹介したい．

近年のナノテクノロジーの進歩は，物質創製に新たな流れを持ち込み，サイズ，形態，次元を制御したナノ物質が研究.

ナノシートの合成の表舞台に登場した．中でも，原子数個の厚みを有する 2次元物質(ナノシート)は重要なターゲットであり，層状化合

無機ナノシートの多くは，層状化合物の単層剥離により合物の剥離ナノシート化が新物質創製の新しいアプローチと位成されており，酸化物，水酸化物，窒化ホウ素，遷移金属カ

置付けられ，現在，精力的な研究が世界中で行われていルコゲナイド，炭化チタン系，遷移金属カーバイドなどの報る(1)．本分野発展の一つの原動力となったのが，炭素の単原告がある(4)(6) ．剥離手法としては，機械的剥離手法，化学

子シート「グラフェン」の開発にある．その後，有機，無的剥離手法の 2 種類に大別される．機械的剥離手法は，ス機，金属に至る広範な物質系において，ナノシートの創成，

コッチテープ等の粘着テープで層剥離を繰り返す簡便な手法

機能開発が報告され，2 次元物質については今や材料科学のであり，グラフェンの単層剥離の報告以降，様々な層状化合一大分野へと発展している(2)．

物の剥離ナノシート化に利用されている．特に，層間がファ

本稿で紹介する無機ナノシートは究極の 2 次元性と共ンデル・ワールス的に弱く結合した層状結晶の剥離には好適に，グラフェンにはない組成，構造，機能の多様性を具備しであり，雲母，六方晶系窒化ホウ素(hBN)，遷移金属カルており，グラフェンでは実現できない機能発現を目指す「ポコゲナイト(MoS2, WS2 等)，黒リン，MoO3, Bi2Sr2CaCu2O8

ストグラフェン研究」の新しい舞台として注目されている．

などに適用されている．しかしながら，この手法で得られる

無機ナノシートの歴史は古く， 2004 年のグラフェンの報告

ナノシートの横サイズは数百 nm ～ 1 mm 程度と小さく，まから遡ること 8 年， 1996 年に端を発する． NIMS の佐々木

た大量合成や実用化に不適であるため，物性研究，微細デバ

らは 4 級アンモニウムイオンの作用により層状チタン酸化イス作製など基礎研究に留まっている．

物の単層剥離に成功し，得られた 2 次元酸化物結晶をナノ

他方，化学的剥離手法は，高品位の単層ナノシートをコロ

シートと名付けて報告した(3)．その後，この化学的剥離手法

イド分散液として大量合成できるため，多くの無機ナノシー

は，イオン交換性を有する様々な層状化合物に適用され，酸トの合成に適用されている(図)．酸化物などのイオン交換

化チタン，ペロブスカイトなど多くの機能性ナノシートが開性化合物では，4 級アンモニウムイオンなどの嵩高いゲスト発されている(4)．ナノシートは，層状化合物を構成する最小(サイズ 1.2 nm 程度)のインターカレーション反応を利用

基本単位である層 1 枚に相当し，厚みは0.5～3 nm と分子レした剥離ナノシート化が可能である．これまでに酸化チタ

ベルであるに対して，横サイズは mm オーダーの広がりを持ン，酸化マンガン，ペロブスカイト，酸化ルテニウム，水酸

った異方性の高い 2 次元単結晶である．このような構造的化物 M ( OH )2 ( M 遷移金属)などの剥離ナノシート化が報特徴により，ナノシートでは，高い電子・イオン移動度，柔告され，導電性，半導体性，誘電性，磁性など，多彩な機能

軟性，透明性，高耐熱等など，従来のバルク材料・薄膜とは性ナノシートが得られている(図)(4)．こうしたナノシート

異なる機能の発現し，エレクトロニクス，環境・エネルギーの多くは，出発層状化合物の組成，構造により機能も限定さなど多様な産業分野の未来を先導するシーズ技術として多くれていたが，最近では第一原理計算を援用した機能設計によ国立大学法人東海国立大学機構名古屋大学未来材料・システム研究所教授(〒4548601 名古屋市千種区不老町)
Atomic Layer Technology Based on 2D Inorganic Nanosheets; Minoru Osada(Institute of Materials and Systems for Sustainability,
Nagoya University, Nagoya)
Keywords: twodimensional materials, oxide nanosheets, thinfilm technology
2021年 6 月 8 日受理[doi:10.2320/materia.60.628]



最近の研究

り新物質を開発するテーラメード合成が進展している．例え以上の無機ナノシートは，主に結晶性材料が中心であった

ば，酸化チタン，ペロブスカイトでは，出発層状化合物の組

が，ここ数年，アモルファスナノシートが注目を集めてい成，構造の精密制御により，磁気特性，誘電特性，絶縁特性

る(13)(14)．これまでに，窒化ホウ素，シリカ，遷移金属カル(バンドギャップ)の自在な制御が可能となることが示されて

コゲナイドなど，様々なアモルファスナノシートが合成されいる(7)(8)．

ている．これらのアモルファスナノシートは，多くの欠陥を上記の剥離手法に加え，近年，ボトムアップ合成法の進展内包した 2 次元原子配列をとり，その原子層単層あるいはが目覚ましい(9)．従来の剥離手法は，層状化合物の利用が前

原子層がランダムにスタックしたユニークな層状構造を有す

提にあり，多彩な機能を有し，応用上重要である非層状構造

る．こうした構造的特徴により，アモルファスナノシートはの合成には適用できず，得られる材料，機能のライブラリー

複雑な電子状態をとるが，その一方で，非結晶構造，大面積は限定されていた．これに対して，ボトムアップ法では，組の均一性などの特徴により，優れたキャリア輸送特性を示す

成，構造の自在な設計が可能であり，非層状の酸化物や金属ことが報告されている．さらに，アモルファスナノシート

ナノシートの合成も可能となる．これまでに報告されているは，特異な 2 次元構造とアモルファス構造の融合により，合成法としては，化学気相成長法，気液界面合成法，界面活

結晶性ナノシートとは異なる特異な電気特性，機械特性を示性剤やグラファイトの層間をテンプレートとする方法，オス

し，電子材料，光学材料，エネルギー貯蔵，電極触媒など，

トワルト熟成によりナノ粒子の異方的成長を促進する方法，

様々な分野への応用が期待されている．

パルスレーザー蒸着により作製したエピタキシャル膜を転写.

する方法などがある(10) ．図に我々の研究例を示す．気相

ナノシートの臨界物性の開拓

成長法，気液界面合成法の利用により，結晶の対称性，晶癖に由来した形状を付与することができ，サイズ，形状を精密

無機ナノシートの示す多彩な物性は，ポストグラフェンあに制御した ZnO, CeO2, MoS2, Pt などの合成に成功しているいは新しい電子材料として興味深いものであり，ナノシー

る(11)(12)．こうしたボトムアップ合成については，報告例も

ト単体，複合体として多岐に渡る応用が検討されている．ナ

限られており，様々な物質系への適用による今後の研究展開

ノシートでは，3 次元から孤立 2 次元となることで同じ組成が期待される．

でありながら電気特性も変貌を遂げる．例えば，元々の層状化合物が金属的であっても，剥離ナノシートでは電界が容易に透過し，電子密度の変調が可能になるなど，従来の電気的特性の概念が変わる．こうした 2 次元物性における 1 つの興味は，2 次元極限といえるナノシートで超伝導特性，強誘電特性などの特異物性が実現できるかという点にある．

図1(上)層状化合物の剥離ナノシート化．(下)酸化チタン
ナノシートの原子間力顕微鏡像．

図2

図3

ボトムアップ法によるナノシートの合成例(ZnO, MoS2)．

代表的な無機ナノシートの結晶構造．(a) Ti1－dO2, (b) MnO2, (c) TiNbO5, (d) Ca2Nb3O10, (e) Cs4W11O36, (f) M2＋2/3M3＋1/3(OH)2(M2＋＝Mg, Co, Ni, Zn; M3＋＝Al, Co, Fe).

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan超伝導特性に関しては，Bi2Sr2CaCu2O8 のナノシート合成て超伝導が発現することが報告されている．2018年 MIT のと特性評価がなされており，クリーンな表面・界面を実現す

J H. Pablo 教授グループによる超伝導の発見以降，こうしることにより，4 格子でも超伝導特性が維持されることが報た「モアレ超格子」は，電子相制御，新材料開発の新しい手

告されている(15)．他方，強誘電特性については，酸化物も法として注目され，2 次元物質の一大トピックスとして展開

含め 2 次元系のトピックスとなっている．強誘電体の多くしている(18)．以降，世界中の多くのグループが，検証実験

は，薄膜化に伴い誘電特性が著しく低下する「サイズ効果」

とともに他物質系への拡張実験に取り組み，超伝導だけでなを示すことが広く知られており，ナノシートは薄膜化限界，

く，モアレ系における励起子・ソリトンの制御，高次トポロ

臨界物性を検証するモデルケースとなる．筆者らは，ペロブ

ジカル絶縁体状態，強誘電特性など，多くの電子相制御を実

スカイト 1 格子単位(～ 0.4 nm )で厚みを精密に制御したナ現している．また，遷移金属カルコゲナイドをベースとしたノシートを合成し，膜厚1.5～3 nm での強誘電物性の検証を

モアレ超格子では，偏光・磁気秩序を電流制御，磁気相超行ったところ，従来の材料で臨界膜厚とされる～ 2 nm でも伝導相の転移，励起子物性の電場制御など，バレー自由度に

強誘電特性が維持されることを確認している(図)(16)．

起因した特異な物性を示すことも報告されている．以上のよまた，超伝導特性の新しい舞台として，ナノシートのモア

うに，モアレ超格子は，超伝導，量子スピン液体など，凝縮レ超格子が注目されている(図)(17) ．例えば，ねじれ 2 層系物理学，量子デバイスの新しいプラットフォームとして，

グラフェンでは，原子構造の非整合性(長周期のモアレ模様)

今後の発展が期待されている．

と電子状態変調が発現し，特に，魔法角と呼ばれる角度でグラフェンを重ねた場合，バンド分散が消滅し，それに起因し.

ナノシートの精密集積による機能材料の創製

ナノシート単体は特異機能を示す新材料として興味深いところであるが，ナノシートを構築単位として自在に集積化・複合化し，2 次元～3 次元へとナノ構造体のボトムアップ集積が可能となれば，現行の材料技術では到達困難な微小デバ
イスの開発や高次機能の設計・発現の道が開かれる(19)．その延長線上には革新的な実用材料，デバイスの実現につながる可能性を秘めている．こうした目的のために，異種ナノシートのレイヤーバイレイヤー集積が注目されており，レゴブ
ロックのようにナノシートを精密に積み上げていくことより，新しい材料の構築と機能開発が検討されている．
無機ナノシートは，液媒体中に分散したコロイドとして大量合成が可能であり，様々な水溶液プロセスを用いることで多彩なナノ構造体を作り出すことができるというメリットを有する．例えば，ビーカーの中でナノシートを積み木細工のように集積したり，異種物質と複合化することにより，ナノレベルで組成・構造を精密に制御したナノ薄膜やナノ複合体，微粒子，ナノチューブ，ナノカプセルなど多彩な材料を
図4

圧電応答顕微鏡によるペロブスカイトナノシート( Ca2Na2Nb5O16 )の強誘電特性．( a ) 結晶構造図，( b ) 形状像，( c ) 強誘電ヒステリス特性，( d ) 分極反転特性．
(文献16より転載)．

合成できる(図)(4)(20)．
これらの中でも応用の観点から重要なのが，ラングミュ
ア・ブロジェット( LB )法(21) ，スピンコート法(22) ，ドロッ
プキャスト法(23)などの液相プロセスを利用した薄膜作製技術である．これらの集積法では，溶媒，表面圧の最適化により，ナノシートがタイルのように基板表面に隙間なく被覆した単層膜の作製が可能であり，この操作を繰り返すことで 1
nm 単位で膜構造を精密に制御した多層膜，人工超格子を作製することができる．図は LB 法により作製したペロブス
カイトナノシート多層膜，超格子の例(7)(24) である．断面透過型電子顕微鏡像から，基板上にナノシートが原子レベルで平行に累積した積層構造が確認されており，ナノシートの緻
図5

グラフェン/ h BN のモアレ超格子の模式図(左)とグラ
フェン・モアレ超格子の電子相図(右)．横軸は電子密度．(文献17, 18より転載)．

密性，平滑性を維持してレイヤーバイレイヤーで積層した高品位多層膜，超格子が実現している．こうしたナノシート膜の大きな特徴が，厚み方向に対しては 1 nm 単位の分子レベ

最近の研究

ルの制御ができるのに対して，横サイズは通常 mm オーダーの広がりを持っており，数インチサイズの薄膜作製ができる
点にある．最近では，大型ナノシートの合成や大面積製膜の報告もあり，実デバイススケールのモノづくりができる点
は，ナノとマイクロの 2 面性を有するナノシートならではの特徴と言える．
こうした精密集積によりナノシートの機能開発，デバイス応用が進められており，原子層 FET デバイス，励起子発光制御素子，誘電体キャパシタ，人工強誘電体，マルチフェロ
イック材料，巨大磁気光学材料，高効率太陽電池など多彩な
機能デザインや応用が示されている(図)(7)(25) ．ナノシー
トの超格子アプローチが興味深い点は，ナノからメソスケー
ルで膜構造，階層，空間を設計・制御した高次構造体や従来
図6

ナノシートの自己組織化反応によるナノ構造体，ナノ薄膜の作製．

のプロセスでは実現できない非平衡構造の構築が可能となることにある．これにより，異種ナノシートの単純な機能の足し合わせでなく，積層数や隣接するナノシートの種類に応じて，ナノシート間の相互作用を自在に制御でき，新しい融合
機能をデザインすることが可能となる．例えば，Ca2Nb3O10

図7

LB 法によるペロブスカイトナノシート積層膜および人工超格子の作製．(上) Ca2Nb3O10 多層膜，(下) (LaNb2O7/Ca2Nb3O10)超格子．(オンラインカラー)

図8

ナノシートの精密集積による高次機能材料・デバイスの創製．(オンラインカラー)

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japanナノシートは極薄ながら優れた誘電特性を有し，導電性層を自在に操り，新しい機能材料・デバイスを開発しようと

RuO2 ナノシートとの交互積層により作製したナノキャパシ

いう取り組みが精力的に行われている．我々はナノシートを

タでは，誘電体層，電極層のナノサイズの薄膜化が実現し，使って，ビーカーの中で様々な機能のナノ物質を作ったり，トータルの厚みが30 nm 弱と世界最小ながら非常に高い静電並べたりすることで，夢の新材料開発へ向けたモノ作りを進

容量(＞30 mF/cm2)を示す(図(a))(26)(27)．また高誘電性ナ

めている．こうした研究の先に，Beyond グラフェンともい

ノシート(Ca2Nb3O10)と半導体性ナノシート，グラフェンをえる逸材が潜んでいるものと筆者らは信じている．

組み合わせた超格子は，誘電層がゲート絶縁層，半導体性ナ

本稿で紹介した研究例の多くは NIMS との共同研究の成ノシート，グラフェンがチャネル層として機能し，オールナ

果である．佐々木高義フェローをはじめとし， NIMS ソフ

ノシートの電界効果トランジスタが実現する(図ト化学グループのメンバーに深く感謝します．

8 ( b ))(28)(29) ．例えば， Ca2Nb3O10 と MoS2 のヘテロ構造では，MoS2 層への自在な電荷制御が可能であり，励起子発光

文

献

特性の制御が実現する．さらに高度な機能制御も可能であり，2 種類の誘電性ナノシート(Ca2Nb3O10, LaNb2O7, Ti0.87O2)から作製した交代層構造では界面で巨大な分極が発現し，強誘電体として機能する(図 8(c))(24)(30)．また，強磁性ナノシー
ト(Ti1－xCoxO2, Ti1－yFeyO2)，誘電性ナノシート(Ca2Nb3O10)を組み合わせた超格子では，積層数や隣接するナノシートの種類に応じて，電荷移動や層間に働く磁気相互作用の制御が可能であり，磁化率，磁気光学特性，マルチフェロイック特性の自在な制御が可能となることが示されている(図8(d))(31)(32)．

以上はナノシート同士の 2 次元＋2 次元の組み合わせであるが， 0， 1 次元物質などと組み合わせた高次機能材料の創製が進んでいる(33) ．こうした異なる次元の組み合わせでは，単純な機能の足し合わせや整数次元で説明できない「超次元」とも呼べる機能が発現することが明らかになっている．例えば，酸化物ナノシートでは，異種原子のドーピン
グ，欠陥導入，ナノ粒子の担持により，伝導性，磁性の付与
や，触媒能向上も発現する．他にも，酸化物ナノシートの曲率操作や歪み導入により， 2 ＋ a 次元というような特異な結合環境(特殊構造)が実現し，分極特性を利用した強誘電特性，触媒機能が発現する．近年では，無機ナノチューブの曲率制御，グラフェンのヘテロ構造において，電子格子相互作用の増大から超伝導が発現するなど，単純な組み合わせやバルク材料にはない機能発現が報告されている．こうした低次元ナノ材料のドーピング，欠陥導入，構造変調，積層・接合などは，これまで個別に研究が行われてきたが，これらを体系的にとらえることで，「超次元」機能とも呼べる新しい可能性が拡がっている．

.

お わ

り

に

本稿では，筆者らの研究例を中心に，無機ナノシートの研究動向，応用，将来展望について紹介した．無機ナノシートの母物質となる層状化合物はイオン交換性セラミックスとして古くから知られているものも多いが，ナノシート化とボト
ムアップ集積により新しい機能材料へと変貌を遂げている．
セラミックスの研究は，古くは粉体，焼結体を扱うバルクから始まり，現在のナノ薄膜の研究へと大きく進展している．
特に，近年の薄膜技術やナノテクの発展は目覚ましく，原子( 1 ) 黒田一幸，佐々木高義(監修)無機ナノシートの科学と応用，シーエムシー出版(2005).
( 2 ) 2 次元物質の科学，日本化学会編，化学同人(2017).
( 3 ) T. Sasaki, M. Watanabe, H. Hashizume, H. Yamada and H.
Nakazawa: J. Am. Chem. Soc., 118(1996), 83298335.
( 4 ) R. Ma and T. Sasaki: Adv. Mater., 22(2010), 50825104.
( 5 ) K. S. Novoselov, D. Jiang, F. Schedin, T. J. Booth, V. V.
Khotkevich, S. V. Morozov and A. K. Geim: PNAS, 102(2005), 1045110453.
( 6 ) J. N. Coleman, et al.: Science, 331(2011), 568571.
( 7 ) M. Osada and T. Sasaki: Adv. Mater., 24(2012), 210228.
( 8 ) M. Osada, S. Yoguchi, M. Itose, B.W. Li, Y. Ebina, K.
Fukuda, Y. Kotani, K. Ono, S. Ueda and T. Sasaki: Nanoscale,6(2014), 1422714236.
( 9 ) C. Tan and H. Zhang: Nat. Commun., 6(2015), 7873.
(10) F. Wang, J.H. Seo, G. Luo, M. B. Starr, Z. Li, D. Geng, X.
Yin, S. Wang, D. G. Fraser, D. Morgan, Z. Ma and X. Wang:Nat. Commun., 7(2016), 10444.
(11) S. Li, et al.: Nat. Mater., 17(2018), 535542.
(12) S. Li, Y.C. Lin, X.Y. Liu, Z. Hu, J. Wu, H. Nakajima, S. Liu,
T. Okazaki, W. Chen, T. Minari, Y. Sakuma, K. Tsukagoshi,
K. Suenaga, T. Taniguchi and M. Osada: Nanoscale, 11(2019), 1612216129.
(13) G. Wu, X. Zheng, P. Cui, H. Jiang, X. Wang, Y. Qu, W. Chen,
Y. Lin, H. Li, X. Han, Y. Hu, P. Liu, Q. Zhang, J. Ge, Y. Yao,
R. Sun, Y. Wu, L. Gu, X. Hong and Y. Li: Nat. Commun., 10(2019), 4855.
(14) R. Sun, J. Gao, G. Wu, P. Liu, W. Guo, H. Zhou, J. Ge, Y. Hu,
Z. Xue, H. Li, P. Cui, X. Zheng, Y. Wu, G. Zhang and X. Hong:
Cell Rep. Phys. Sci., 1(2020), 100118.
(15) M. Liao, Y. Zhu, J. Zhang, R. Zhong, J. Schneeloch, G. Gu, K.
Jiang, D. Zhang, X. Ma and Q.K. Xue: Nano Lett., 18(2018),
56605665.
(16) B. W. Li, M. Osada, Y. H. Kim, Y. Ebina, K. Akatsuka and T.
Sasaki: J. Am. Chem. Soc., 139(2017), 1086810874.
(17) B. Hunt, J. D. Sanchez
Yamagishi, A. F. Young, M.
Yankowitz, B. J. LeRoy, K. Watanabe, T. Taniguchi, P. Moon,
M. Koshino, P. JarilloHerrero and R. C. Ashoori: Science, 340(2013), 1427.
(18) Y. Cao, V. Fatemi, S. Fang, K. Watanabe, T. Taniguchi, E.
Kaxiras and P. JarilloHerrero: Nature, 556(2018), 4350.
(19) K. S. Novoselov, A. Mishchenko, A. Carvalho and A. H. Castro
Neto: Science, 353(2016), aac9439.
(20) M. Osada and T. Sasaki: Polym. J., 47(2015), 8998.
(21) K. Akatsuka, M. Haga, Y. Ebina, M. Osada, K. Fukuda and T.
Sasaki: ACS Nano, 3(2009), 10971106.
(22) K. Matsuba, C. Wang, K. Saruwatari, Y. Uesusuki, K.
Akatsuka, M. Osada, Y. Ebina, R. Ma and T. Sasaki: Sci. Adv.,3(2017), e1700414.
(23) Y. Shi, M. Osada, Y. Ebina and T. Sasaki: ACS Nano, 14(2020), 1521615226.
(24) B.W. Li, M. Osada, T. C. Ozawa, Y. Ebina, K. Akatsuka, R.

最近の研究Ma, H. Funakubo and T. Sasaki: ACS Nano, 4(2010), 6673
6680.
(25) M. Osada and T. Sasaki: APL Materials, 7(2019), 120902.
(26) C. Wang, M. Osada, Y. Ebina, B.W. Li, K. Akatsuka, K.
Fukuda, W. Sugimoto, R. Ma and T. Sasaki: ACS Nano, 8(2014), 2658
2666.
(27) M. S. Khan, H.J. Kim, Y.
H. Kim, Y. Ebina, W. Sugimoto, T.
Sasaki and M. Osada: Small, 16(2020), 2003485.
(28) T. Taniguchi, S. Li, L. Nurdiwijayanto, Y. Kobayashi, T. Saito,
Y. Miyata, S. Obata, K. Saiki, H. Yokoi, K. Watanabe, T.
Taniguchi, K. Tsukagoshi, Y. Ebina, T. Sasaki and M. Osada:
ACS Nano, 13(2019), 1121411223.
(29) T. Taniguchi, L. Nurdiwijayanto, S. Li, H. E. Lim, Y. Miyata,
X. Lu, R. Ma, D.M. Tang, S. Ueda, K. Tsukagoshi, T. Sasaki
and M. Osada: ACS Nano, 14(2020), 66636672.
(30) Y
H. Kim, D. Lei, M. Osada, BW. Li, Y. Ebina and T. Sasaki:

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

Nanotechnology, 26(2015), 244001.
(31) M. Osada, Y. Ebina, K. Takada and T. Sasaki: Adv. Mater., 18(2006), 295
299.
(32) B.W. Li, M. Osada, Y. Ebina, S. Ueda and T. Sasaki: J. Am.
Chem. Soc., 138(2016), 76217625.
(33) 速水真也セラミックス，55(2020), 550
551.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
1998 年

東京工業大学大学院総合理工学研究科博士課程修了
主な略歴 物質・材料研究機構国際ナノアーキテクト
ニクス研究拠点主任研究者
2018年 1 月現職
専門分野無機材料，ナノ材料化学◎無機 2 次元物質の精密合成と電子・エネルギー材
料の応用に従事．
長田実★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★



Ni 基耐熱合金に対する
金属粉末成形技術の開発
日比野

真

也

化する部品設計の要請に応える，製造コストの徹底した低

.

は じ

め

に

減，さらには，設計自由度の向上が強く求められており，その実現に資する研究開発を推進するのが総合機械メーカーに

この度は第 30 回日本金属学会奨励賞(技術部門)に選出い

属する材料研究者である筆者らの責務である．

ただけましたこと，大変光栄に存じます．奨励賞の技術部門

その一つの解として筆者らは，ガスタービン部品への適用

は，企業研究者・技術者を対象として 2020 年に新設されたを目指して近年盛んに研究開発が進む金属粉末成形技術に注ものと伺っております．今回，このような寄稿の機会をいた

力 して いる (図)(1)(3) ．具 体的に は ，金 属粉 末射 出成 形

だきましたので，当社(川崎重工業)の研究開発方針を概説し(Metal Injection Molding; MIM)を用いたタービン静止部

つつ，企業に在籍する材料研究者として取り組んでいる研究( Ni 基耐熱合金)の開発，レーザ粉末床溶融( Laser Powder

開発事例を紹介いたします．

Bed Fusion; LPBF)を用いた水素焚き燃焼バーナや模擬ター

ビンブレード(いずれも Ni 基耐熱合金)の開発，指向性エネ

.

ガスタービン部品向け金属粉末成形技術

ルギー堆積法(Directed Energy Deposition; DED)(4)を用いた圧縮機インペラ(Ti 合金)やシャフトシール部(Co 基合金)

世界的に持続可能な開発目標(SDGs)が掲げられ，社会がの補修技術開発など，様々なプロセス・合金種を対象に研究大きく変化しようとしている．特に CO2 排出削減への社会開発を推進している．このうち本稿では，MIM プロセスと的要請は強まる一方であり，航空機・モーターサイクル・船舶・鉄道車両等の輸送機器，ならびに，発電用ガスタービ
ン・ガスエンジン・ボイラ等のエネルギー機器を製造する当社においては， CO2 排出削減に貢献できる製品開発・技術開発が急務である．中でもエネルギー分野の CO2 排出割合
はトップを占めており，化石燃料を熱源とするガスタービン
においては，極限までエネルギー効率を高めることが求められ続けている．それと同時に，燃焼時に CO2 を排出しない
水素焚きガスタービン等の普及も強く期待されている．
このような社会的要請から，高効率化を極限まで追求した構造設計や，水素ガスの安定的な燃焼を実現するための極めて複雑な流路設計等が必要となりつつある．その結果，製造コストが大幅に増大するだけでなく，従来製法の制約によって設計的な妥協をする場面も起こり得る．従って，益々複雑

図1

ガスタービン部品を対象とした金属粉末成形技術 (オンラインカラー)．

川崎重工業株式会社 技術研究所 材料研究部・主任研究員(〒673
8666 明石市川崎町 11)Development of Manufacturing Technology for NiBase Superalloys Powder; Shinya Hibino(Material Research Department, TechnicalInstitute, Kawasaki Heavy Industries, Ltd., Akashi)
Keywords: gas turbine, metal injection molding, laser powder bed fusion, Nibase superalloys, creep, grain growth, crystal orientation
2021年 3 月15日[doi:10.2320/materia.60.634]



新 進 気 鋭

図2

強化合金(IN713LC)焼結体と熱処理体の組織．
g′

LPBF プロセスに関して，機械的特性向上を実現する材料技

h を施した．以降，熱処理体 A, B, C, D と呼ぶ．

術開発，性能向上に資する設計を備えた部品試作，そしてそ

焼結体 A, B, C, D の金属組織，熱処理体 A, B, C, D の金属の実証試験までを一気通貫に取り組んでいる研究開発事例と組織を図に示す．焼結体 A と熱処理体 A の結晶粒径は同して紹介する．

程度であることが認められ，これは粉末 A の原料粉末サイ
ズとも概ね一致していた．電子線プローブマイクロアナライ

.

金属粉末射出成形(MIM)技術の開発

ザー( EPMA )を用いた元素マッピングにより，結晶粒界にMIM プロセスは，樹脂材料の射出成形と粉末冶金の技法

結晶粒成長に対するピン止め効果として作用していたことがを組み合わせたニアネットシェイプ成形技術である．金属粉

明らかとなった(8) ．熱処理体 B, C, D は，それぞれ焼結体

末とバインダを混ぜ合わせる混練工程，金型内に充填する射B, C, D と比較して，いずれも結晶粒成長を示した．熱処理

偏析する MC 炭化物が認められたことから， MC 炭化物が出成形工程，バインダを取り除く脱バインダ工程，そして，

体 C, D には全面的な結晶粒成長が認められるが，熱処理体

緻密化のための焼結工程からなる．短いサイクルでの射出成

B には部分的に微細な結晶粒が残存していた．焼結体 B, C,

形とバッチ処理での焼結によって同一形状部品が大量生産でD の炭素量は，脱バインダ工程での有機成分の残留によっきること，また，バインダの流動性と射出成形圧力の高さにて，原料粉末時点の 0.01 から，それぞれ 0.07  , 0.06  ,より精密鋳造と比べてより微細な構造を製造できることに技

0.05へと増加していた．これは，単位体積あたりの粉末表術的優位性を有する．

面積が大きいほど，脱バインダ工程において有機成分の残留開発対象とするタービン静止部品は 1000 °C を超える燃焼が多くなることを示している．その結果，MC 炭化物に多寡

ガスに長時間晒されるため，高温強度・耐酸化性に優れるが生じ，これによるピン止め効果の差異が結晶粒成長の挙動

相( Ni3 ( Al, Ti ))析出強化型の Ni 基耐熱合金(以下 g ′強化g′の違いに現れているものと考えている．また，熱処理体 B

合金と略す)が用いられる．しかしながら， MIM プロセスには，脱バインダされにくい板厚中央付近に特に微細な結晶は鉄系材料やチタン合金への適用が主であり， Ni 基合金へ粒が認められることから，残留した有機成分に由来する MCの適用は限定的であった．g ′強化合金への MIM プロセス適

炭化物によってピン止め効果が作用していたことを示してい強化合金に求用に関する報告は数件なされている(5)(6)が，g ′る．

められる重要特性の一つであるクリープ特性が，鋳造材に比熱処理体に対して溶体化処理・時効処理を施した後，クリべ大幅に低いことが課題である．筆者らは，クリープ特性がープ試験を実施した．負荷応力 s(MPa)，試験温度 T(K)，

劣る理由が MIM 材(焼結体)の微細な結晶粒にあると判断

クリープ破断寿命 tr( h)に対して，ラーソンミラーパラメー

し，クリープ特性の改善を目的とした結晶粒成長技術の開発

タ P＝(T＋273.15)×(20＋log10 tr)によって整理したクリーに取り組んだ(7)(8)．

プ特性を図(a)に示す．熱処理体 A は，鋳造材に比べて著代表的な g ′強化合金である IN713LC 相当組成を有する原

しく低いクリープ特性を示した．熱処理体 B, C, D のクリー料 粉 末 と し て ， 粉 末 A ( 炭 素 量 0.10  ， 平 均 粒 子 径 26.9

プ破断寿命はいずれも，熱処理体 A より大幅に向上していmm ) ， 粉 末 B ( 同 0.01  ， 10.9 mm ) ， 粉 末 C ( 同 0.01  ，た．続いて，負荷応力 s とクリープひずみ速度 ·e(/s)との関

30.7 mm)，粉末 D(同 0.01，48.0 mm)を用いた．混錬，射係を図 3(b)に示す．熱処理体 D のクリープひずみ速度は，出成形，脱脂，焼結工程を経て，焼結体 A, B, C, D を得た

熱処理体 A に比べて，大幅に低下していた．図 3(b)の傾き

後，残存気孔除去を目的とした熱間静水圧加圧( HIP )処理から，熱処理体 A, D の応力指数はそれぞれ 2.79， 4.31と求1204 °
C, 4 h と，結晶粒成長を目的とした熱処理 1280 °C, 12められた．結晶粒成長したことによって，主なクリープ変形

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia JapanMIM プロセスによるコストメリットを棄損しない僅かな仕上げ加工でタービン静止部品として使用できるレベルである．現在，ガスタービン実機に試作品を搭載する計画を進めており，運転試験後の部品健全性等を検証していく予定である．
今後の展望としては，ニアネットシェイプ成形を極限まで追及することによってコストメリットの最大化を図っていく．加えて，異種材料を用いたインサート射出成形の技
法(11) によって部位の要求特性に応じた材質適用が可能になることも期待されている．ガスタービン部品への積極的なMIM プロセス適用に向け，材料研究者と設計者が一体となって取り組んでいく．

.

レーザ粉末床溶融(LPBF)技術の開発

LPBF プロセスは付加製造(Additive Manufacturing)技術の一つであり，次の 3 工程を繰り返すことで部品を成形す
る．
 金属粉末を均して粉末床(Powder Bed)を準備する工程◯
 定められた二次元断面を塗りつぶすようにレーザを高速◯で走査し，局所的に溶融凝固させる工程
 1 層分降下させる工程◯

二次元断面を高さ方向(Z 方向)徐々に積み重ねる手法であるため，中空の流路構造や有機的な曲面形状などを自由度高
図3

強化合金(IN713LC)熱処理体の(a)クリープ破断寿命g′と(b)クリープひずみ速度．

く製造できる．この特徴を活かし，水素ガスと空気の混合均一性を高めるための複雑流路を有する水素焚き燃焼バーナ
や，冷却効率に優れた内部構造を有するタービンブレードなど，様々な部品の高性能化が強く期待されている(12)．

機構が，粒界クリープ(熱処理体 A)から拡散クリープ(熱処理体 D)へと変化したことを示している(7)(9)．

LPBF プロセスでは，鋳造や溶接と比べて極めて早い固液

界面移動速度と極めて大きい温度勾配を示しながら凝固が起以上より，MC 炭化物によるピン止め効果を低減させ，結こる．そして，レーザ照射パラメータの変更により凝固過程

晶粒成長を促進することによって，クリープ特性の向上に成を制御することで，単結晶様組織やラメラ組織などの様々な功したと結論づけた．依然として IN713LC 鋳造材のクリー

金属組織が得られることが知られている(13) ．それは同時プ特性(10) には及ばず改善の余地は残るものの，本開発の対に，レーザ照射パラメータの厳密な管理が重要であることを象であるタービン静止部品においては，強度要求を満たす水示している．すなわち，意図しない金属組織が形成した場合

準であると判断している．

に所望の機械的特性を発揮せず，部品の破壊に至る恐れがあ

タービン静止部品の試作にあたっては，部位による板厚差る．従って，ガスタービンの燃焼器部品やタービン部品への異，すなわち脱バインダ性の違いに起因した局所的な有機成適用を目指すうえでは，LPBF プロセスの特徴である金属組分の残留が起こらないよう留意する必要がある．そこで，結織制御を有効に活用すべく，レーザ照射パラメータ金属組

晶粒成長の可否について厚さ依存性を予め把握し，全面的に織機械的特性の相関を正確に把握し，これに基づいた適正

結晶粒成長が起こると見込まれる板厚の部品を選定した．使な製造条件範囲で部品製造することが特に厳格に要求される．

用する原料粉末には，平均粒子径が粉末 D よりも小さく，

Ni 基耐熱合金 IN718 を対象に，レーザ照射パラメータと射出成形性に優れる粉末 C を選定した．また，微細構造のそれによる金属組織の変化を系統的に整理した一例を図に

ニアネットシェイプ成形を実証するため，精密鋳造では実現示す(14) ．図 4 中の逆極点図マップは， as built 状態の XY

できない微細な冷却孔や狭いスリットを備えた射出成形用金面(水平面)を観察し，Z 方向(積層方向)出力を行ったもので型を準備した．

ある．体積エネルギー密度 Evol(J/mm3)，線エネルギー密度

実際の試作品の外観は，図 1 に既に示したとおりであ

Eline(J/mm)，走査間隔 d(mm)を変えることによって，結晶る．本試作品の断面観察により，薄肉部から厚肉部に至るま

方位が大きく変化しており，中でもクリープ特性に優れる

で結晶粒成長が認められた．冷却孔とスリットが良好な精度(001)方位を有する結晶の面積率の変化が特徴的である．体で形成できたとともに，部品全体の寸法精度についても，

積エ ネル ギー密 度 Evol ＝ 90 J / mm3 の 3 条 件に対 し，溶 体新 進 気 鋭

図4

レーザ照射パラメータに伴う Ni 基耐熱合金(IN718)の組織変化(オンラインカラー)．

化・時効処理を施した後，Z 方向に荷重を加えるクリープ破断試験を行ったところ，(001)方位面積率 S の増大に従ってクリープ破断寿命が向上しており(図)，LPBF プロセスにおいて，積極的に金属組織制御を行うことの有効性を示す結果であると言える．
強化合金に対しても同様に，レーザ照射パラメー
現在，g ′
タ金属組織機械的特性の相関を整理しつつある．g ′強化合
金の難しさは，LPBF プロセスによって内部に多数の微細クラックが生じることにある(15)(16)．これまでに特定のレーザ
照射パラメータの選択によって微細クラック量を大幅に低減できることが確認されており(17) ，その結果，機械的特性の向上にも成功している(18)．なお， g ′強化合金に関する詳細な実験結果は，別途論文投稿を計画しているため，後日そち

図5

Ni 基耐熱合金(IN718)における(001)方位面積率とクリープ破断寿命の関係．

らを参照されたい．
これまで述べたような基礎データを元に決定された適正なレーザ照射パラメータを用い，水素焚き燃焼バーナや模擬タ

最後に LPBF プロセスを用いた材料技術開発に関する今ービンブレード試作も進めている(図 1 中に掲載済み)．前

後の展望を述べる．筆者らは，内閣府戦略的イノベーション

者の燃焼バーナの内部には複数の燃料供給流路が備わってい創造プログラム(SIP)の第 2 期「統合型材料開発システムにるため，従来は機械加工によって複数部品を別々に準備し，よるマテリアル革命」に参画し，マテリアルズインテグレー

溶接やロウ付け等によって接合していたものである．LPBFション(MI)システムでの予測を通じて LPBF プロセス向け

プロセスでの試作にあたっては，燃焼バーナの基本構造へのに最適化された新しい Ni 基合金の創出とその製造実証に取影響を最小化しつつ，LPBF プロセスでの製造性を勘案したり組んでいる．本稿では，レーザ照射パラメータ，金属組一体構造への設計改良を行った．その結果，組み合わせ誤差

織，機械的特性に関するデータ蓄積の重要性を述べたが，そが低減することが確認され，部品性能の向上に繋がることがれらに加えて合金組成についても LPBF プロセスによる特期待されている．本燃焼バーナ試作品を用いた燃焼リグ試験

異な凝固現象を念頭において最適化する余地がある．MI シを既に実施済み(19) であり，所望の設計性能を満たすとともステムでの予測によってトライエラーの回数を最小化し，に，使用後の大きな損傷がないことを確認している．後者の

短期間で優れた合金を創出することが期待されている．合金

模擬タービンブレードは，前述した(001)方位への金属組織組成から機械的特性までの連関を明らかにし，それを活かし制御と，精密鋳造では実現できない高効率冷却構造の双方がた部品製造にまで繋げることで， CO2 排出削減という社会盛り込まれたものである．金属組織制御に関しては，ほとん

的要請に応える競争力の高い製品開発に貢献していく．

どの部位において意図した結晶方位を有しているものの，一部の抜熱環境が異なる部位において意図しない金属組織が形

.

お

わ

り

に

成されており，この課題解決を図っている．内部冷却構造に関しては，微細構造の形状精度や表面粗度の影響の把握を進めている．

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

本稿では，基礎的な材料技術開発から，設計改良，部品試
作，実証試験までを一気通貫に取り組んでいる研究開発事例

として，金属粉末成形技術の紹介を行った．MIM プロセスによるコストメリットが見込まれる部品や，LPBF プロセスによる金属組織制御および自由度の高い設計が活用される部
品を適切に選定し，当該プロセスでの部品製造を前提とした設計を行うことが，実用化および適用範囲拡大の促進に繋がるものと考えている．そのためには，材料研究者と設計者が一体となった技術開発が不可欠である．総合機械メーカーに所属する材料研究者として，設計者と緊密に連携できる環境を最大限活かしながら，今後も研究開発を推進していく．
本稿で紹介した研究成果の一部は，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)，第 1 期「革新的設計生産」(管理法人NEDO)および第 2 期「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．この場を借りて謝意を表します．

文

献Langer and R. F. Singer: Powder Metall., 59(2016), 5156.
( 7 ) 日比野真也，藤光利茂，岡田竜太朗，野村嘉道，井頭賢一
郎粉体及び粉末冶金，66(2019), 1722.
( 8 ) S. Hibino, K. Fujimitsu, R. Okada, Y. Nomura and K. Igashira:Proc. PM2018 World Cong., (2018), 586591.
( 9 ) 丸山公一，中島英治高温強度の材料科学，内田老鶴圃，(1997), 94.
(10) C. T. Sims, N. S. Stoloff and W. C. Hagel: Superalloys II, John
Wiley & Sons, Inc., (1987), 586.
( 11 ) 針幸達也，伊藤芳典，佐藤憲治，三浦秀士粉体および粉末
冶金，51(2004), 3136.
(12) 野村嘉道，井頭賢一郎まてりあ，54(2015), 511512.
(13) S. H. Sun, T. Ishimoto, K. Hagihara, Y. Tsutsumi, T. Hanawa
and T. Nakano: Scr. Mater., 159(2019), 8993.
( 14 ) 岡田竜太朗，野村嘉道，井頭賢一郎，中野貴由スマートプ
ロセス学会誌，8(2019), 106
111.
(15) L. N. Carter, M. M. Attallah and R. C. Reed: 12th Int. Symp. on
Superalloys, (2012), 577586.
(16) R. Engeli, T. Etter, S. H äovel and K. Wegener: J. Mater.
Process. Technol., 229(2016), 484491.
(17) 岡田竜太朗，野村嘉道，井頭賢一郎特開2020
147781.
(18) 岡田竜太朗，野村嘉道，井頭賢一郎特開2020
147782.
( 19 ) 井頭賢一郎統合型材料開発システムによるマテリアル革命
成果報告会2020, (2020).
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

( 1 ) 井頭賢一郎大阪冶金会会誌，57(2017), 4448.
( 2 ) 井頭賢一郎，野村嘉道スマートプロセス学会誌， 8 ( 2019 ) ,7477.
( 3 ) 細川恭史，坂根雄斗日本ガスタービン学会誌， 47 ( 2019 ) ,7883.
( 4 ) 森橋 遼，岩崎勇人溶接学会誌，90(2021), 107112.
( 5 ) K. Horke, R. Scherr, A. Meyer, E. Daenicke and R. F. Singer:
Proc. PM2016 World Cong., (2016), 3296472.
( 6 ) A. Meyer, E. Daenicke, K. Horke, M. Moor, S. Muller, I.



日比野真也

2012年 東京大学大学院工学系研究科修士課程修了
2012年 4 月川崎重工業株式会社において現職
2020 年 4 月大阪大学大学院工学研究科博士後期課
程在籍中
専門分野耐熱合金，粉末冶金，金属組織制御，放射光分析◎ Ni 基耐熱合金を対象とした金属粉末成形技術開発に従事．
材料技術開発，製造技術開発，設計への展開に至るまで幅広く活動．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

新 進 気 鋭

金属製錬の熱力学(第 4 回)
月

橋

文

孝

酸化性，塩基性で不純物はスラグに除去される．反応(166)


.



金属製錬反応とスラグの塩基度

では還元性，塩基性で不純物は除去される．たとえば製鋼精錬反応で，溶銑，溶鋼中のりんはりん酸イオン PO34－ の形でスラグの塩基度

スラグ中に除去されるので，式(165)の反応の形の脱りん反

金属製錬反応においては溶融金属中の不純物の除去効率

応が起こる．酸素分圧が高いほど，また塩基度が大きいほどや，溶融金属に添加した合金元素の歩留まりを上げることが平衡論的には鋼中のりんはスラグに除去されることになる．

必要であり，不純物は溶融スラグに除去される．溶融金属
スラグ間の平衡反応を考えると，これらは系の温度，酸素分

スラグのキャパシティー

圧，スラグの酸化物イオンの活量，スラグ中不純物の活量なスラグの不純物の吸収能を定量的に示すために，スラグのどに依存する．溶融金属中不純物 M がイオンとしてスラグ

キャパシティーが定義され，種々のスラグについて測定されに移動する反応は式(164)(166)で表される．

ている．キャパシティーとは一定の分圧下でのスラグの不純M ＋ m O 2 ( g ) → M 4 m＋ ＋ 2 m O 2 －(164)

物吸収能であり，スラグの組成と温度の関数であるスラグ固2n
M＋mO2(g)＋nO2－ → MO－
2m ＋ n(165)

有の値である．

M ＋ 2 m O 2－ → M 4m － ＋ m O(166)

製錬反応における溶融金属中の不純物である硫黄をスラグ

これらの反応を支配するのは温度と酸素分圧(もしくは酸中に除去する脱硫反応を考える．溶融金属とスラグ間の脱硫

素ポテンシャル mO2 ＝ RT ln PO2 )とスラグの酸化物イオンの反応は式(167)で表される．この反応で溶融金属中の硫黄と活量 aO2－ である．スラグ中の酸化物イオン O2－ 濃度が大き気相の硫黄の反応(168)および溶融金属中の酸素と気相の酸

2

いほどスラグは塩基性になる．

素の反応(169)を考えると，気相とスラグ相の間の脱硫反応

イオン性融体であるスラグの性質から，スラグの塩基性のは式( 170 )となる．この反応の平衡定数は式( 171 )となるの尺度を表す塩基度は酸化物イオンの活量により， RT ln aO2－

で，この式を変形して，サルファイドキャパシティーとよばとして定義される．しかし，この値は測定することができなれる硫化物イオンの吸収能が式( 172 )で表される．式( 172)

いため，実用的に生産現場で用いるのは難しい．塩基度を扱中で酸素分圧と硫黄分圧は溶融金属中酸素濃度，硫黄濃度かいやすい別の尺度で表すために，遷移金属イオンの酸化還元

ら式( 168 )および式( 169 )により得られるので，測定できる平衡と組み合わせて指標とすることや，光学的塩基度による量であるスラグ中の硫黄濃度，溶融金属中酸素濃度，硫黄濃指標の定量化が行われている．

度からサルファイドキャパシティーの値を求めることができスラグの塩基度として様々な定義が提案されているが，とる．

くに生産現場では CaO/ SiO2 重量比(もしくは塩基性酸化物

逆に，ある温度でスラグのサルファイドキャパシティーがと酸性酸化物の重量比)の値が塩基度の指標として用いら報告されていれば，酸素分圧を決めると溶融金属スラグ間

れ，しばしば塩基度とよばれる．この値は組成から計算しやの硫黄の分配比を推算できる．

すいという利点はあるが，スラグの構造を的確に表していない．
反応(164)では不純物は酸化除去され，酸化性雰囲気でス
ラグが酸性になるほど反応は右に進行する．反応(165)では

ここで式中の下線は溶融金属中に存在する物質を，()はスラグ中の物質を示す．また，( mass )は， Gibbs エネル
ギー値が溶融金属中の元素の 1 mass を基準とした値であることを示す．

東京大学名誉教授
Thermodynamics of Metal Smelting(); Fumitaka Tsukihashi(Emeritus Professor, The University of Tokyo, Tokyo)
Keywords: thermodynamics, metal smelting, chemical potential, equilibrium, activity, solution, phase diagram, chemical potential diagram,basicity, capacity of slag
2020年10月16日受理[doi:10.2320/materia.60.639]

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia JapanS＋(O2－) → (S2－)＋O

(167)

1
S2(g) → S(mass)
2

(168)

1
O2(g) → O(mass)
2

(169)

1
1
S2(g)＋(O2－) →O2(g)＋(S2－)
2
2

(170)

K＝

fS2－(massS2－)･P 1O/22
P S1/2 2･aO2－

CS2－＝(massS2－)･P 1O/22 aO2－･K＝
P 1S/2 2
fS 2－

(171)
(172)

溶融金属中の不純物であるりんをスラグ中に除去する脱りん反応についても，フォスフェイトキャパシティーとよばれ
るりん酸イオンの吸収能が定義できる．
溶融金属とスラグ間の脱りん反応は式(173)で表される．
この反応で溶融金属中のりんと気相のりんの反応(174)および溶融金属中の酸素と気相の酸素の反応(169)を考えると，
気相とスラグ相の間の脱りん反応は式(175)となる．この反図19

各種フラックスのサルファイドキャパシティー．

図20

各種フラックスのフォスフェイトキャパシティー．

応の平衡定数は式(176)となる．変形して，フォスフェイト
キャパシティーとよばれるりん酸イオンの吸収能が式(177)で表される．式(177)中の酸素分圧とりん分圧は溶融金属中
酸素濃度，りん濃度から式( 169)および式( 174)により得られるので，スラグ中のりん濃度，溶融金属中酸素濃度，りん濃度からフォスフェイトキャパシティーの値を求めることができる．
式( 172)，( 177 )の右辺はイオン反応式の平衡定数や酸化物イオンの活量など直接測定できない量がまとめられており，これらは温度とスラグの組成のみの関数である．また，酸化物イオンの活量すなわちスラグの塩基度が大きいほどサルファイドキャパシティー，フォスフェイトキャパシティー
は大きくなり，塩基度の尺度の一つであるともいえる．
P＋5
3
O＋ (O2－) → (PO34－)
2
2

(173)

1
P2(g) → P(mass)
2

(174)

1
5
3
P2(g)＋ O2(g)＋ (O2－) → (PO34－)
2
4
2

(175)

K＝

fPO34－(massPO34－)
P 1P/22･P O5/24･aO3/22－

CPO34－＝(massPO34－) aO3/22－･K＝
P P1/22･P O5/24
fPO34－

(176)
(177)

ィー(式(183))，窒素吸収能を示すナイトライドキャパシテ

図，には鉄鋼製錬における代表的なスラグ系のサルフ

ィー(式( 185))，サイアナイドキャパシティー(式( 187))，ァイドキャパシティーとフォスフェイトキャパシティーの測

塩素吸収能を示すクロライドキャパシティー(式(189))など

定値を塩基性酸化物の組成の関数として示す．スラグが塩基が種々のスラグ系について測定されている．

性になるほどサルファイドキャパシティー，フォスフェイト

1
3
3
P2(g)＋ (O2－) → (P3－)＋ O2(g)
2
2
4

(178)

(massP3－)･P 3O/24 a3O/22－･K＝
P 1P/22
fP3－

(179)

1
1
H2O(g)＋ (O2－) → (OH－)
2
2

(180)

キャパシティーは増加する．
他に，りんを酸化でなく還元反応でスラグに除去する還元
脱りん反応に関するフォスファイドキャパシティー(式( 179 ))，水蒸気吸収能を示すハイドロキシルキャパシティ
(式(181))，炭酸ガス吸収能を示すカーボネートキャパシテ

C P 3－ ＝

講義ノート

COH－＝(massH2O) a1O/22－･K＝
fH 2O
P 1H/22O(181)

CO2(g)＋(O2－) → (CO23－)
CCO23－＝(massCO23－)
PCO2

＝K

(182)
a O 2－
fCO23－

(183)

1
3
3
N2(g)＋ (O2－) → (N3－)＋ O2(g)
2
2
4

(184)

(massN3－)･P O3/24
aO3/22－＝K
C N3－ ＝
1/2
P N2
f N3－

(185)

1
1
1
N2(g)＋C＋ (O2－) → (CN－)＋ O2(g)
2
2
4

(186)

(massCN－)･P O1/24
aC･a1O/22－
＝K
CCN－＝
1/2
P N2
fCN－

(187)

1
1
1
Cl2(g)＋ (O2－) → (Cl－)＋ O2(g)
2
2
4

(188)

(massCl－)･P 1O/24
a1O/22－
＝K
CCl－＝
1 /2
P Cl2
fCl－

(189)

温ほど下げることができるが，低温で反応速度は小さくなるので，除去は難しくなる．また，反応速度を上げるため，温度を上げすぎると，反応するマグネシウムが溶融し(融点650 °C )，反応面積は小さくなり，酸素除去に不利になる．

実際の不純物除去では平衡論と速度論による兼ね合いを考慮する必要がある．

銅の製錬プロセスの基本の反応は原料である硫化銅と酸素を反応させ，硫黄を二酸化硫黄として除去して銅を得るプロセスである．
図(3)は 1473 K での CuSO 系化学ポテンシャル状態図で， Cu, Cu2S, Cu2O が安定に存在する酸素分圧，硫黄分圧の領域を示す．安定相の間の反応および SO2 の生成反応は式(192)(195)で表される．

ある温度で，ある組成のスラグのキャパシティーが測定されていれば，ある雰囲気での M の溶融金属スラグ間の平衡分配比((massM)/[massM])を求めることができる．

.

2Cu(s)＋

1
O2(g)  Cu2O(s)
2

(192)

2Cu(s)＋

1
S2(g)  Cu2S(s)
2

(193)

1
1
O2(g)  Cu2O(s)＋ S2(g)
2
2

(194)

Cu2S(s)＋

金属製錬プロセスへの適用

1
S2(g)＋O2(g)  SO2(g)2

これまでに述べてきた事項に基づいて，金属製錬への熱力学の適用例を述べる．以下の例では式(138)＝－RT ln K
DG °銅製錬反応の化学ポテンシャル状態図




(195)

図上の点 A の Cu2S 相が酸素と反応すると，PSO2 一定の線に沿って高酸素分圧側への点 B に向かって反応が進み， Cu(138)

が安定な領域となる．さらに酸素と反応して硫黄が除去されが多用されている． 12 節で述べたように，この関係式は，

銅中硫黄が少なくなり，点 C に到達する．精製炉で溶銅中

金属製錬プロセスの解析を行う上で，実用的に大変重要な式

酸素，硫黄を除去して点 D の組成とし，酸化銅が生成するである．

前に反応を終了して粗銅を得ることができる．このように化

学ポテンシャル図により，製錬プロセスの解析をすることが不純物酸素の除去できる．

アルゴンガスを加熱したマグネシウムチップ層を通過させることで，式(190)の反応によりアルゴン中の不純物酸素が除去される．873 K で反応させたときのアルゴン中酸素分圧は以下のように計算される．



酸化鉄の還元反応平衡

図 17 に示した酸化鉄の還元平衡図について検討する．データブックに載っている式(196)(200)の酸化反応の Gibbs

反応は式(190)で表される．
Mg(s)＋

1
O2(g) → MgO(s)2＝－6.009×105＋107.6T
DG °

J/mol

(190)

Mg, MgO が純物質として固相として存在するので，活量を 1 とする(aMg＝1, aMgO＝1)．873 K で平衡定数は式(138)(D G °＝－RT ln K )から
K＝

aMgO
1
＝
＝2.16×1030
aMg･P 1O/22 P O1/22(191)

よって， PO2＝2.14× 10－61 atm となる． Ellingham 図から読み取ると約 10－62 atm となる．これは平衡論で計算される酸素分圧であり，実際にはこのように非常に小さい圧力にはならない．
式(190)の反応では，平衡温度が上がると酸素分圧は増加
し，温度が下がると酸素分圧は減少する．平衡酸素分圧は低

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

図21

1473 K での CuSO 系化学ポテンシャル状態図と銅製錬プロセス(文献 3 より)．





 を表す反エネルギー変化から，図17に示す相の境界線◯◯

応式(201)(205)の Gibbs エネルギー変化を求める．
2Fe(s)＋O2(g) → 2FeO(s)＝－527000＋128T
DG °

J/mol

(196)

3Fe(s)＋2O2(g) → Fe3O4(s)＝－1102000＋307T
DG °

J/mol

(197)

4Fe(s)＋3O2(g) → 2Fe2O3(s)＝－1628000＋501T
DG °
C(s)＋

J/mol

(198)

J/mol

(199)

J/mol

(200)

1
O2(g) → CO(g)2＝－114400－85.77T
DG °C(s)＋O2(g) → CO2(g)＝－395300－0.54T
DG °

◯

FeO(s)＋CO(g) → Fe(s)＋CO2(g)

(201)


◯

1
3
Fe3O4(s)＋CO(g) →Fe(s)＋CO2(g)
4
4

(202)


◯

Fe3O4(s)＋CO(g) → 3FeO(s)＋CO2(g)

(203)


◯

3Fe2O3(s)＋CO(g) → 2Fe3O4(s)＋CO2(g)

(204)


◯

2CO(g) → C(s)＋CO2(g)(205)

 の反応 Fe3O4 ( s )＋ CO ( g )→ 3FeO ( s )＋ CO2
例えば，線◯(g)について，固相は純物質が共存するので活量を 1 とする

図 221600 °
C での溶鉄への窒素溶解度に及ぼす第 3 元素の影
響．鉄鋼便覧 第 3 版，第 1 巻 基礎 図3.26．

と平衡定数は
K＝a3FeO･PCO2 PCO2＝
aFe3O4･PCO PCOとなるので，温度が決まれば

(206)

PCO2
が
比が決まるので，線◯PCO得られる．他の線も同様に得られる．


数に及ぼす第三元素の影響(相互作用助係数，相互作用母係る．

1873 K で 1 atm の窒素と平衡する溶鉄中の窒素濃度を求める．溶融金属溶液中に二原子分子気体は原子状に溶解する

鉄鋼製錬の製鋼プロセスでは，溶鋼中の酸素を除去するた力の大きいアルミニウムを用いたときの脱酸平衡を見積もる(207)で表される．( mass )は， Gibbs エネルギー値が溶鉄中窒
素 1 massを基準とした値であることを示す．平衡定数はaN
fN･[massN]
1/ 2＝
1 /2
PN
PN
2
2

溶鋼の脱酸反応

酸素を除去する脱酸反応が用いられる．たとえば酸素と親和1N2(g) → N(mass)
2
J/mol




めに酸素と親和力の大きい金属元素を使って，酸化物としてことが知られている．溶鉄への窒素の溶解反応は

K＝の窒素溶解度に及ぼす第三元素の影響を示す．窒素の活量係数)がわかっていれば，熱力学計算により求めることができ

溶鉄中への窒素の溶解度＝9916＋20.17T
DG °互作用により窒素の溶解度は変化する．図(2) に 1600 °
Cで

(208)

で表される．FeN 二元系溶液で窒素の活量係数 fN＝ 1 であるので，ことができる． 1873 K でアルミナと平衡する溶鉄中の酸素とアルミニウムの濃度の関係を推算する．
平衡反応は
Al2O3(s)  2Al(mass)＋3O(mass)で表される．
反応( 211)( 213 )の Gibbs エネルギーデータから式( 214)となる．

[massN]＝K･P 1N/22

(209)

1
となる．窒素の溶解度は，圧力の乗に比例する．これは22Al(l)＋

3
O2(g) → Al2O3(s)2＝－1687000＋326.8T
DG °二原子分子が原子状に溶解することによる．Sieverts の法則

Al(l) → Al(mass)と呼ばれている．

＝－63200－27.91T
DG °1873 K で の 反 応 の Gibbs エ ネ ル ギ ー 変 化 と 式 ( 138 )＝－RT ln K )より，窒素濃度は[massN]＝0.0468と( DG °

1
O2(g) → O(mass)2

なる．

＝－117110－3.39T
DG °溶融 FeN 二元系に第三元素が加わると，第三元素との相



(210)

J/mol

(211)

J/mol

(212)

J/mol

(213)

Al2O3(s) → 2Al(mass)＋3O(mass)

講義ノート

＝1209000－392.8T
DG °

J/mol

(214)

平衡定数は
K＝

a2Al･a3O ( fAl･[massAl])2･( fO･[massO])3＝
aAl2O3aAl2O3(215)と表される．固体 Al2O3 と溶鉄が平衡しているので， aAl2O3＝1 とし，1873 K で式(216)となる．
(216)

溶鉄中で Al と O の相互作用があるので， Al と O の活量係数を求めるには相互作用を考慮しなければならない．相互式( 213 )より 1873 K での溶鋼中酸素濃度から酸素分圧が式(221)式により得られる．

＝－117110－3.39T
DG °
K＝

J/mol

(213)

fO･[massO] [massO]＝
P O1/22
P O1/22(220)

PO2＝1.299×10－7[massO]2

作用助係数の値
eAl
Al＝0.043,

eOAl＝－1.98,

eAl
O ＝－1.17,(177)

1O2(g) → O(mass)22(log fAl＋log[massAl])＋3(log fO＋log[massO])＝log K＝－13.20

95(massP)(massPO34－) 31－
3＝
CPO4 ＝
P P1/22･P O5/24
P P1/22･P O5/24

eOO＝－0.17(221)＝3.25×10－10となる．

溶鋼中酸素濃度 0.05 massより PO2式(222)(223)式より 1873 K での溶鋼中りん濃度とりん分を用いて，式(217)(218)により活量係数を計算する．
O
log fAl＝eAl
Al･[massAl]＋eAl･[massO]

圧の関係として式(224)が得られる．

＝0.043･[massAl]－1.98･[massO]

(217)

1
P2(g) → P(mass in molten Fe)
2

(218)

＝－157700＋5.4T
DG °O
log fO＝eAl
O ･[massAl]＋eO･[massO]＝－1.17･[massAl]－0.17･[massO]
以上から式(219)となる．

K＝－3.42[massAl]＋2 log[massAl]－4.47[massO]＋3 log[massO]＝－13.20(219)

解析解は得られないが，これより数値解を求め，溶鋼中Al 濃度[ mass  Al ]と酸素濃度[ mass  O ]の関係が得られる．溶鋼中酸素濃度をどの程度まで下げることができるかを

J/mol

(222)

fP･[massP] [massP]＝
P 1P/22
P 1P/22(223)

P P1/22＝7.655×10－5[massP](224)(massP)in slag
これらを式(177)に代入して，りん分配比[massP]in steel
は109となる．

見積もることができる．各種脱酸元素についても同様にして，.

図(2)の脱酸平衡の関係が得られる．


溶鋼スラグ間のりん分配比の推定

お

わ

り

に

製錬反応において，熱力学は実験室規模の小さな反応でも＝ 1018.5 の製造プロセスでの反応のような大きなプロセスでの反応でもCaO SiO2 FeO P2O5 系 ス ラ グ と 溶 鋼 ( 酸 素 濃 度 0.05

同じ原理で記述でき，金属製錬分野で実際のもの作りに大変

mass)が平衡しているとき，溶鋼スラグ間のりん分配比

大きな役割を果たしてきた．熱力学という言葉を聞いただけ(massP)in slagを推算する．
[massP]in steel

で拒否反応を示さずに，金属製錬反応を扱うときに，実際に1873 K でフォスフェイトキャパシティー C

PO4－3

使える熱力学となるように具体的な使い方を身につけていた

フォスフェイトキャパシティーは式(177)で定義される．

だくのに，本稿がお役に立てれば幸いである．
著者が金属製錬熱力学，化学熱力学に初めて接したのは，大学時代の佐野信雄先生(東京大学名誉教授)，増子 J 先生
(東京大学名誉教授)のお二人の東京大学における講義である．本稿の内容は両先生の講義で勉強した内容とその後のご指導が基になっており，参考にさせていただいたことを両先生に御礼申し上げる．また，本稿の執筆にあたり原稿の準備にお世話になった東京大学大学院工学系研究科准教授松浦宏
行先生に感謝申し上げる．

文

（完）

献

( 1 ) 日本金属学会，金属化学入門シリーズ 1 金属物理化学，(1996), 81.
( 2 ) 日本鉄鋼協会，鉄鋼便覧 第 3 版，第 1 巻 基礎，丸善，(1981)，図1.2，図1.3，図2.7，図2.8，図3.26，図3.38.
( 3 ) 日本金属学会，講座・現代の金属学製錬編 2 非鉄金属製錬，(1980), 84.
図 231600 °
C での溶鉄の脱酸平衡．鉄鋼便覧
巻 基礎 図3.38．

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

第 3 版，第 1［本稿で熱力学データを引用した文献］

本稿中で使用した熱力学データは，下記文献より引用した．
( 1 ) Steelmaking Data Sourcebook, The Japan Society for the Promotion of Science, The 19th Committee on Steelmaking(日本
学術振興会製鋼第19委員会), Gordon and Breach Science Publishers (1988).
( 2 ) E. T. Turkdogan: Physicalchemistry of High Temperature
Technology, Academic Press (1980).
［参考書本稿の執筆に当たり参考にさせていただいた］( 1 ) J. G. Kirkwood, I. Oppenheim(関 集三，菅 宏訳)化学熱力学，東京化学同人(1965).
( 2 ) I. プリゴジーヌ，R. デュフェイ(妹尾 学訳)化学熱力学 1，2，みすず書房(1966).
( 3 ) 久保亮五大学演習熱学統計力学，裳華房(1998).
( 4 ) 松下幸雄，盛利貞，不破 祐，館 充，森 一美，瀬川清冶金物理化学，丸善(1970).
( 5 ) 増子 J 化学ポテンシャル状態図の作り方，使い方，電気化学，38(1970), 153，236，307.
( 6 ) 大谷正康鉄冶金熱力学，日刊工業新聞社(1971).
( 7 ) F. D. Richardson, Physical Chemistry of Melts in Metallurgy,
vol. 1,2, Academic Press (1973).
( 8 ) 大谷正康，水渡英昭，早稲田嘉夫冶金物理化学演習，丸善(1975).
( 9 ) C. H. Lupis: Chemical Thermodynamics of Materials, North
Holland (1983).
(10) O. Kubaschewski, C. B. Alcook and P. J. Spencer: Materials
Thermochemisty 6th edition, Pergamon Press (1993).
(11) E. T. Turkdogan: Fundamentals of Steelmaking, The Instituteof Materials (1996).
( 12 ) 佐野信雄エリンガム図と化学ポテンシャル状態図，ふぇら
む，1(1996), 847.
(13) N. Sano, W. Lu, P. V. Riboud and M. Maeda: Advanced Physical Chemistry for Process Metallurgy, Academic Press (1997).
(14) H. Lee: Chemical Thermodynamics for Metals and Materials,
Imperial College Press, (1999).
( 15 ) 伊藤公久マテリアルサイエンスの基礎 熱力学，八千代出版(2000).
( 16 ) イリヤ・プリゴジン，ディリプ・コンデプディ現代熱力学，朝倉書店(2001).
(17) D. askell: Introduction to the Thermodynamics of Materials,
Fifth Edition, Taylor & Francis (2008).
( 18 ) 早稲田嘉夫，大藏隆彦，森 芳秋，岡部 徹，宇田哲也編
矢澤彬の熱力学問題集，内田老鶴圃(2011).
(19) P. Atkins，J. de Paula 著，中野元裕，上田貴洋，奥村光隆，
北河康隆訳，アトキンス物理化学(上)第 10版，東京化学同人(2017).
( 20 ) 伊藤公久，平田秋彦，山本知之基礎材料科学，コロナ社(2020).
［熱力学データ集］( 1 ) J. F. Elliott, M. Gleiser and V. Ramakrishna, Thermochemistry
for Steelmaking, Pergamon Press (1963).
( 2 ) R. Hultgren, P. D. Desai, D. T. Hawkins, M. Gleiser, K. K.
Kelley and D. D. Wagman: Selected Values of the Thermodynamic Properties of the Elements, Am. Soc. Metal.
(1973).
( 3 ) R. Hultgren, P. D. Desai, D. T. Hawkins, M. Gleiser and K. K.
Kelley, Selected Values of the Thermodynamic Properties ofBinary alloys, Am. Soc. Metal. (1973).
( 4 ) G. K. Sigworth and J. F. Elliott: Metal Science, 8(1974), 298.
( 5 ) O. Knacke, O. Kubaschewski and K. Hesselmann: Thermochemical Properties of Inorganic Substances Second Edition, Springer Verlag (1977).
( 6 ) NISTJANAF Thermochemical Tables, Fourth Edition, J.
Phys. Chem. Ref. Data, Monograph No.9, American Instituteof Physics and American Chemical Society, (1998).
( 7 ) Steelmaking Data Sourcebook, The Japan Society for the Promotion of Science, The 19th Committee on Steelmaking(日本
学術振興会製鋼第19委員会), Gordon and Breach Science Publishers (1988).
( 8 ) Y. Kawai and Y. Shiraishi: Handbook of Physicochemical
Properties at High Temperatures, Iron Stel Inst. Japan (1988).
( 9 ) S. Banya and M. Hino: Chemical Properties of Molten Slags,
Iron Stel Inst. Japan (1991).
(10) I. Barin, Thermochemical Data of Pure Substances, VCH Verlagsgesellschaft mbH (1993).
(11) M. Hino and K. Ito: Thermodynamic data for steelmaking,Tohoku University Press (2010).
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
1982 年 3 月

月橋文孝

東京大学大学院工学系研究科金属工学
専門課程博士課程修了，工学博士
1982年 4 月 東京大学工学部金属工学科助手
1986年10月 東京大学工学部金属工学科講師
1988年 1 月 東京大学工学部金属工学科助教授
1999 年 4 月～ 2020 年 3 月 東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻教授
2020年 6 月 東京大学名誉教授
専門分野金属製錬学，鉄鋼製錬学◎金属製錬，鉄鋼製錬プロセスの物理化学に関する研究に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★



講義ノート

巻記念企画

金属材料実験の手引き
13

1．組 織 観 察
走査型電子顕微鏡を用いた分析手法

132

後方散乱電子回折法(EBSD)による結晶方位解析

横




 はじめに


◯

江

大

作

EBSD パターンの取得に大きく傾斜さ
EBSD パターンは，試料測定面を 60～70°

一般に EBSD や EBSP と呼称される後方散乱電子回折法

せ，その測定面から発生した散乱回折電子を信号として，入( Electron BackScattered Diffraction 電子線後方散乱回折の位置に配置した蛍光板へ投影させ，射電子線に対して約 90°法とも呼ばれます，以下， EBSD )は，試料に電子線を照射

CCD カメラを用いて取り込みます(図 1(a))．電子線を一かしたときに試料表面から発生する回折パターン(EBSD パタ

所に固定して取得することはもちろん可能ですが，多くの場ーン)を利用して，電子線照射領域の結晶方位に関する情報

合，ある領域に対して走査し，指定した間隔ごとに連続的にを得る分析法です(図)．本稿では，EBSD 法の原理や測定

EBSD パターンを取得するマッピング形式での測定が一般条件の考え方，解析時の注意点などについて解説します．
 EBSD パターンの取得と方位解析
◯EBSD パターンとは(6)(7)(11)

的です．総測定点数が非常に多くなることと， EBSD パターンの取得と同時に後述する Hough 変換，パターンの方位解析(指数付け)，オイラー角の算出などを行うため，マッピ
ング測定時には数時間を要します．近年では測定の高速化を電子線が試料内に侵入すると，原子との相互作用により非目的として， CCD カメラに代わって CMOS( Complementa-

弾性散乱が生じます．原子から全方向に非弾性散乱した電子

ry metal oxide semiconductor )カメラを用いた EBSD 検出のうち，試料表面方向に向かい試料表面において Bragg 回器も開発されています．

折条件を満たした電子は上下 1 対の円錐状に広がって飛び◯

良 質 な EBSD パ タ ー ン を取 得 す る た めの 信 号 増 幅

出してきます(図 1(b ))．この電子を蛍光板に投影すると，(Gain)および露出時間(Exposure time)の調整(6)回折条件を満たす全ての結晶面に対応した複数のバンド状の結晶の方位解析などは取得する EBSD パターンの像質(高模様( EBSD パターン)が現れます(図 1( c ))． EBSD パター

いコントラストを有している鮮明な像質)に大きく左右され

ンは TEM で得られる菊池パターン†と良く似た性質を有します(後述するバックグラウンド除去も参照)． EBSD パタているため，擬菊池パターンとも呼ばれます． EBSD パターン取得時の最適な輝度は信号増幅( Gain )および露出時間

ーンのバンド幅は結晶面間隔に，バンド交点は結晶の晶帯軸(Exposure time : Exp)で調整します．この際の Gain およびに，バンド同士が交わる角度は結晶面間の角度にそれぞれ対Exp のバランスは EBSD パターンの像質を左右する重要な応しますので，このパターンを解析することで結晶の方位な調整です． Gain を増加すると像質は不鮮明(ノイジー)になどの情報を得ることができます．なお，バンド幅は電子線のり， Exp を増加するとノイズが減少する傾向になります．

加速電圧によっても変化します(後述)．

Gain を 0 に設定し， Exp を最大まで長くすると， EBSD パ

ターンの像質は高くなりますが，測定時間は長くなります．
非営利・一般財団法人ファインセラミックスセンター(JFCC)ナノ構造研究所 電子顕微鏡基盤 G上級技師兼)材料技術研究所 材料評価・試作 G1 級技能技師(〒456
8587 名古屋市熱田区六野 241)
Keywords: scanning electron microscope, electron backscattered diffraction, Euler angles, orientation imaging microscopy(走査型電子顕微鏡，後方散乱電子回折法，オイラー角，OIM)† TEM 観察時に，比較的試料が厚い結晶試料の電子回折図形を観察すると，回折斑点の他に白黒の線が観察されます．これを菊池線や菊池パターンと呼びます．発生メカニズムおよびパターンが持つ情報は EBSD パターンと基本的に同様です．違いとしては，菊池パター
ンは TEM を用いて逆格子空間に基づいた回折パターンであり，EBSD パターンは SEM を用いた実格子空間で発生しているパターンとなります．また，EBSD パターンは菊池パターンと同様の情報の他にチャネリング信号も含まれています．SEM を用いた実格子で発生するパターンを用いた分析手法としては EBSD 法の他に電子チャネリングパターン法(Electron Channeling Pattern : ECP)があります．
ECP 法はパターン取得時に電子線を 1 点に照射したまま照射角度走査が可能な特殊な電子光学系が必要となります．また，ECP 法の空間分解能は数 mm であり，EBSD 法に比べて二桁程度悪いです．
2021年 7 月16日受理[doi:10.2320/materia.60.645]

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan測定時間を短くするため， Exp を短くして， Gain を増加さ発生する信号量を増やすことも検討しながら条件を決定してせて調整します． Gain 調整の検討を行った結果を図に示いきます． IQ 値が低い場合には，まずプローブ電流を増加します． Gain : 0 (図 2 ( a ))に比べ，図 2 ( b )，( c )のようにさせます．それでも改善されない場合は測定に影響を及ぼさGain の割合を大きくすると EBSD パターンがノイジーになない範囲で加速電圧を増加させます(プローブ電流や加速電っていく様子が分かります．目安としては， EBSD パター

圧の影響については後述を参照下さい)．それでも改善でき

ンの IQ 値(後述)を確認しながら Gain の割合を 2 / 3 程度まない場合には，試料調製もしくは試料に問題がある可能性がでとして， Exp の値を増加させながら，パターンの輝度を高いと考えられます．

調整します．このときに得られる EBSD パターンの IQ 値は

IQ 値は，EBSD パターンの像質を表すパラメータであり，40000 程度以上が目安となります．像質を適切に調整できな

EBSD パターンを Hough 変換(後述)した際に Hough 空間

い場合には，Gain と Exp を再調整します．また，必要に応上でのバンドを示すピーク強度を数値で表しています．このじて電子線の加速電圧やプローブ電流を調整して，試料から値が大きいほど像質が高い(適切) EBSD パターンが取得できていることを意味しています．なお，後述する EBSD パ
ターンの指数付けの信頼度は，この IQ 値とともに，信頼性指数(CI)値，フィット(Fit)値が参照値となります．
◯

EBSD パターンの解析と Hough 変換(6)(8)得られた EBSD パターンから直接結晶学的な情報を求めることも可能ではありますが，一般的には，予め試料を構成する結晶の情報を XRD 測定等で確認を行い，得られた結晶情報を参照データとして，取得した EBSD パターンとその参照データとの比較から結晶方位などを解析します．簡潔に述べると， EBSD パターンと整合する参照結晶の方位を探索することとなります．そのためには，まず EBSD パター
ンに現れているバンドを抽出しなくてはなりません．実験的に得られる EBSD パターンの像質は必ずしも良質であるとは限りませんので，その画像の特徴量を数値化して，参照データと比較する方法が用いられています．この比較には，高図1

EBSD 測定時の入射電子線，試料，散乱電子回折信号の模式図および EBSD パターン．(a) 全体模式図，(b)A 領域の拡大模式図，( c ) EBSD パターンの例( Ni 試料)．
( b )より，電子線(図中赤色矢印)が試料内に侵入し，原子(図中色丸)との相互作用により非弾性散乱します．原子から全方向に非弾性散乱した電子のうち，試料表面方向に向かった電子が試料表面に存在する粒子の結晶面にて Bragg の回折条件を満たしたとき，回折した散乱電子(図中青色矢印)は最終的に試料表面から上下 1 対の円錐状に広がって飛び出してきます(6)．飛び出してきた散乱回折電子を，入射電子線に対して約の位置に配置した蛍光板に投影させ，CCD カメラで取り込
90°
みます．

図2

EBSD パターン取得時の Gain 値の違いによるパターン
鮮明度の比較．
(a) Gain : 0，(b) Gain : 50，(c) Gain : 100．
Gain の割合が増加するに従い， Exposure time(Exp)は短くな
りますが EBSD パターンは不鮮明になっていることがわかり
ま す ． 実 際 に は Gain を 2 / 3 程 度 ま で で 抑 え て ， Exposure
time で EBSD パターンの輝度を調整します．その際， EBSD
パターンの像質が不鮮明になるようでしたら Gain の割合を下げて Exposure time を再度調整します．



い精度だけではなく高速性も求められるため，現在では画像処理で用いられる直線(ここでは EBSD パターン中のバンド)を抽出するための特徴抽出法の一つである Hough 変換†が用いられています(図)．EBSD パターンのピクセル座標
を(x, y )として，そのピクセルの強度を，以下の式を用いて

ur 平面へ投影していきます．

図 3 EBSD パターンと Hough 変換を行った例．
得られた EBSD パターンの各ピクセル座標値(x, y )および u か
ら r を算出して(Hough 変換)，そのピクセルの強度を，(b)のように ur 上へ画像として投影します．ur 画像上での明るい点がバンドの位置に対応します．( a )と( b )の同じ色がそれぞれ対応しています．
† デジタル画像処理で用いられる特徴抽出法の一つです．古典的には直線の検出を行うものでしたが，更に一般化されて様々な形態に対して用いられています．

実 学 講 座

r＝x･cos u＋y sin uに立方晶の(111)面，同様に[010]方向に(110)面が向いていx, yEBSD パターンのピクセル座標値

るときのオイラー角(30.0°，55.0°，45.0°)の説明を図に記rEBSD パターン中心とピクセル座標点の距離

します．まず，初期位置の XYZ 軸，abc 軸は図 5(a), (e)のuEBSD パターン中心から座標点を結んだ直線の角度与えま状態です．そこから q1 (回転中心 Z )の回転を 30 °ここで， u r 平面上で u を 0 °～ 180 °
まで変化させて r を描

す．その結果，図 5 ( b ) , ( f )となります．この際， Z の回転

いていくと，正弦曲線が得られます．この正弦曲線は，を与えたことにより，他の軸の方向もそれぞれ変化します．

EBSD パターンの(x, y )で表されるピクセルを含む全ての直与えます．その結果，図次に F (回転中心 X )の回転を 55 °

線に対応しています．このようにして EBSD パターンの全

5(c), ( g)となります． Z の際と同様に X の回転を与えたこてのピクセルについて変換していきます．すると， EBSDとにより，他の軸の方向もそれぞれ変化します．最後に q2パターンに現れている直線(バンド)に対応する(u, r)ではコ(回転中心 c )の回転を 45 °与えます．その結果，図 5 ( d ) ,ントラストが重なってきます(上述した正弦曲線が重なって(h)となります．q2 の回転の時には固定座標軸 XYZ は動きくる)ので，より明るい点としてバンドの位置が， ur 平面

ません．このように EBSD パターンで求めた方位をオイラ上へ投影されることになります．前述したように EBSD パー角に変換して記録していくことで，試料内での方位分布やターンの像質は必ずしも極めて高いコントラストで得られて結晶粒ごとの方位関係などを求めていくことが可能となりまいるわけではありませんから，想定されるバンドの位置の確す．

かさは，変換後の u r 画像におけるコントラスト分布で判断されることとなります．このコントラスト分布の質を表す指標の一つが IQ 値です．IQ 値が高いほど，ur 画像でのコントラスト強度比が高いことを意味しています．つまり，バンドに対応する u r 画像での点のコントラスト強度が高いこととなります．このようにして， EBSD パターンのバン
ド位置を抽出していきます．上述したように IQ 値は 40000程度以上が目安となります．結晶の方位には，全てのバンドを必ずしも用いる必要はありません．三角測量ではありませんが， 3 つのバンドを使用すれば求めることができます．
EBSD パターンに現れるバンドの中から最低限必要な 3 種類のバンドを複数組み合わせて各バンド間角度を測定し，それぞれの組み合わせごとに結晶方位を算出し，その値を比較することで，指数付けの正確さを見積もることができます．
この指標を主に反映しているのが CI 値です． CI 値は 0.1 程
度以上あれば，指数付けは成功していると判断されます．その他にも， EBSD パターンから指数付けを行った結果から

図 4 Passive 法によるオイラー角(q1, F, q2)回転軸の模式図．
Passive 法によるオイラー角( q1, F, q2 )は，固定座標軸 XYZと結晶座標軸 abc のうち 3 つの回転角で表現されたものです．
実際には固定座標軸 Z を回転中心とする q1(青色)，固定座標
軸 X を回転中心とする F (緑色)，結晶座標軸 c を回転中心とする q2(緑色)にて表記されます．(オイラー角に使用しない軸は灰色で表示しています．
）

算出したパターンと生データの EBSD パターンとのズレ角を算出したものを反映する Fit 値という指標もあります．ただし，Fit 値は，IQ 値や CI 値が悪い場合や，Hough 変換のパラメータが適切でない場合にも変化しますので，この値だ
けでの判断は適していません．いずれにしても， IQ 値， CI
値，Fit 値を参照し，適切な条件設定を行っていくことが必
要です．

◯

オイラー角(6)EBSD パターンから求められる結晶方位は，あくまでもEBSD 検 出 器 方 向 を 基 準 と し た と き の 結 晶 方 位 に な り ます．試料に対する方位や結晶間での方位関係などの情報を知るためには，固定座標系を基準とした個々の結晶の方位関係に関する情報が必要となります．オイラー角は，この関係を与える角度です．オイラー角の算出には，Passive 法(6)が用いられます(一般的に用いられている OIM Analysis ソフト
で採用されています)．オイラー角は，固定座標軸 XYZ と結晶座標軸 abc のうち 3 つの回転角で表現します(図)．例
として立方晶を想定します．固定座標軸 XYZ の[ 001 ]方向

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

図 5 Passive 法によるオイラー角(q1, F, q2)回転軸の模式図．
初期位置の XYZ 軸，abc 軸はぞれぞれ(a)，(e) の状態です．
与えます．そのそこから q1(回転中心Z(青色))の回転を30°
結果，(a )，( e) から( b)，( f) となります．この際， Z の回転を与えたことにより，他の軸の方向もそれぞれ変化します．次与えます．その結果，に F(回転中心 X (赤色))の回転を 55°(c)，(g) となります． Z の時と同様に X の回転を与えたことにより，他の軸の方向もそれぞれ変化します．最後に q2(回転与えます．その結果，(d)，(h) と中心c(緑色))の回転を45°なります． q2 の回転の時には固定座標軸 XYZ は動きません．(オイラー角に使用しない軸は灰色で表示しています．）







 EBSD 測定時に配慮すべきこと
◯

試料表面の形状について

ほど研磨速度(エッチングレート)が増加しますので，研磨工程は短時間化できます．しかしながらこの時には，イオン打
ち込みによるダメージ層が数十 nm 程度形成されることもあ図( a )のように試料表面に凹凸がある場合，試料表面かりますので，加速電圧を～ 3 kV 程度まで下げた仕上げ研磨ら発生した散乱回折電子の一部が凸部に遮られると，図 6を行う方がいいでしょう．また，高加速電圧のイオンビーム(b)のように EBSD パターンの一部が欠落してしまいます．

では発熱が生じます．目安となりますが，おおよそ 200°C以

この場合，欠落を含んだパターンでの指数付けとなるので，下で組織変化が起こる材料の場合には，冷却機構を有する装解析結果に大きな誤差が生じます．そのため，試料表面形状

置で実施する等の検討が必要です．エッチングレートの差にを十分把握したうえで(可能であれば平坦な面で)測定を行う

起因した表面形状の凸凹化にも配慮する必要もあります．試必要があります．

料面に対して高角度でイオンビームを入射すると，エッチン◯

測定表面の調製法について(6)グレートの差が顕在化してきます．例えば，結晶粒界がより

EBSD 測定には，試料表面から 30 ～ 50 nm 程度の深さま

深く研磨されたり，試料を構成している相ごとに凸凹が顕著

での情報が影響するため，試料表面の状態は測定結果を大きとなったりすることがあります．このような表面の凸凹は，

く左右します．そのため，切断や不十分な研磨による加工歪図 6 示した EBSD パターンの部分的な欠損の原因となるこみ層，異物等の付着，表面の汚染(コンタミネーション，コともあります．

ンタミ)，酸化被膜等の除去が必要です．例えば，材料にもコロイダルシリカを用いた振動研磨法コロイダルシリカ

依存しますが，機械研磨では研磨粒子直径の 1 / 3 程度の深を用いた機械研磨法の一つです．図に示すように，研磨盤

さまで加工歪み層が形成されます．この加工歪み層がある状態だと良質な EBSD パターンの取得が困難となります(図)．経験的ではありますが，このような変質層は 10 nm 以
下にすることで改善できます．以下に変質層の除去方法について述べます．
電解研磨法試料材質に適した電解液中に陰極と共に試料を浸し，通電することで陽極である試料表面の原子をイオン化し，試料表面層を除去する手法です．電界条件(電解液の選択，印加電圧，制御電流など)が適切である場合には優れた処理方法となりますが，不適切な条件では，試料表面への酸化被膜の形成や優先エッチングによるピット形成などが生じるため， EBSD パターンを劣化させてしまう原因ともなりますので，注意が必要です．
イオンエッチング法 Ar イオンや Ga イオン等を用いたスパッタによって表面原子を剥離していく研磨手法です．表面変質層を大きく低減できるのが特徴です．また，機械研磨の代わりとしても用いることもできます．表面状態はイオン
ビームの加速電圧や照射角度で変化します．加速電圧が高い

EBSD パ タ ー ン 検 出 に 及 ぼ す 試 料 表 面 の 凹 凸 形 状 とEBSD 検出器位置の関係．
(a) 試料模式図，(b) 影響を受けた EBSD パターン．
(a)のように試料表面に凹凸がある場合，試料表面より発生した散乱回折電子の一部が凸部に遮られ，(b)ように蛍光板に投影された EBSD パターンの一部が影になり，信号が欠落してしまいます．

図7

機械研磨時の歪み層の影響で不鮮明となった EBSD パ
ターンの例．
試料表面に機械研磨時の歪み層があり，取得した EBSD パターンが不鮮明になっています．

図6



図 8 振動研磨による表面変質層の除去方法．
槽にコロイダルシリカの懸濁液を入れ，試料表面を下向きにして配置します．試料表面と研磨盤との間にシリカの粒子が存在する状態となり，超音波等による振動を与ることで研磨盤上のシリカ粒子が微動し試料表面が研磨されます．研磨盤にはバフ研磨盤が用いられます．

実 学 講 座図10

図 9 帯電の影響を受けた EBSD パターンの例．
帯電の影響で試料表面より発生した散乱電子回折信号の量が局所的に多くなり，信号が飽和してしまって良好な EBSD パターンの取得が困難となっています．

試料表面に導電膜を形成した際の EBSD パターン例．
(a) 導電膜蒸着試料の散乱電子回折信号発生時における模式図，(b) 導電膜の影響を受けた EBSD パターンの例．
EBSD 測定時の散乱電子回折信号は試料表面より～50 nm 程度の深さまでの情報で形成されるため，導電膜が厚い場合には，試料からの情報よりも蒸着膜からの情報が支配的となり，( b)のように試料からの EBSD パターンが検出できなくなります．

の S/N 比は劣化します．また，電流量を下げると，S/N 比を確保して良好な EBSD パターンを取得するために Gain をを槽中に設置し，コロイダルシリカの懸濁液を入れ，試料表下げて Exp を長くしなくてはなりません．

面を下向きにして配置します．試料表面と研磨盤との間にシ◯

リカ粒子が存在する状態で超音波等による振動を与ると，シ で説明した電子線照射で生じるカ
コンタミは 1313◯

リカ粒子が微動して試料表面を研磨します．非常にマイルドーボンを主成分とする汚染膜が試料表面に固着する現象でな研磨方法です．機械的な研磨効果以外にも，コロイダルシ

す(4) ．コンタミが表面に堆積すると，図 10 で説明した導電試料汚染の影響

リカ懸濁液の弱アルカリ性による僅かなケミカルエッチング

膜の影響と同様に EBSD パターンの S/N 比が低下します．

の効果も期待できます．

そのため，試料表面を清浄な状態に調整しておくことが必要
◯帯電(チャージアップ)の影響とその対策

試料が非導電性材料の場合や樹脂包埋を行った試料の場合
 で説明した帯電現象が試料表面に発生すには， 13 1 3◯

ることがあります(4)．帯電すると，電子線走査方向にスキャです(112 を参照(5))．
◯

作動距離( Working distance, WD )と試料傾斜角度の影響

前述したように EBSD パターンは電子線の照射位置からンノイズのようなスジ状のコントラストが現れたり，実際の円錐状に発生した散乱回折電子を取得します(図 1)．EBSD

測定個所と対応しないマッピング像になったり，一部が欠落

検出器の幾何学的な位置は決まっていますので，取得されるした EBSD パターンとなる場合もあります(図)． EBSD

EBSD パターン形状は，試料表面での電子線の照射位置と測定時には， EDS マッピング測定時に利用できるドリフト

その位置から EBSD 検出器を見込む角度や距離で変化しま補正機能が使用できないので，帯電対策には特に注意しなくす ． 作 動 距 離 ( Working distance, WD )(5) と 試 料 傾 斜 角 度てはなりません．帯電防止策として一般的な導電膜を形成すは，この幾何学的な位置関係に影響します．機種にも依存しる場合には，その厚さに注意しなければなりません．前述しが推奨値として指ますが， WD : 15 mm ，試料傾斜角度 70 °たように， EBSD パターンは表面から 50 nm 程度の深さま

定されています．解析ソフトは，この位置関係で EBSD パ

での情報で形成されますので，導電膜が厚い場合には，導電ターンを解析できるように設定されています．図は，WD膜の情報が支配的となってしまいます(図)．導電膜を形成の違いとその時に得られる EBSD パターンとの関係を示しするときは，数 nm 程度以内にする必要があります．導電膜ています．WD : 15 mm(図11(b))と WD : 20 mm(図11(d))

を使用しない方法として，SEM 試料室を～100 Pa 程度の低を比較すると， WD : 20 mm では EBSD パターン全体が下真空状態にすることも有効です．低真空状態にすると，残留方へズレていることが分かります．この WD : 20 mm でのガス分子が電子と衝突する確率が増加して，試料室内の陽イ

EBSD パターンを，WD : 15 mm として解析してしまうと，オン濃度が増加します．この陽イオンが，試料表面の帯電を

このズレに相当する距離の分だけあたかも結晶方位が下方へ中和することで帯電の影響が軽減します(14)．ただし，低真傾いているかのように解析されてしまうこととなります．図

空状態ではガス分子による電子の散乱も発生するため，高真(図 12
は，試料傾斜角度の影響につて示しています． 70 °空状態と比べると得られる EBSD パターンの S/N 比は低下

( b ))と 60 °(図 12 ( d ))を比較すると， WD のときと同様に，します．良好な EBSD パターンが得られるよう電子線の加EBSD パ タ ー ン 位 置 に ズ レ が 生 じ て い る こ と が 分 か り ま

速電圧やプローブ電流等で調整を行う必要があります．ただす．試料形状やその他の制限のために，上述した指定値でのし，加速電圧は最低でも 5 kV 以上でないと EBSD パターン

計測ができない場合には，計測時の WD と試料傾斜角度を

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


図 13

図11

WD の違いと得られる EBSD パターンの例．
(a) WD : 15 mm の際の模式図，(b) (a)の位置関係のときに取得される EBSD パターン，(c) WD : 20 mm の際の模式図，(d) (c)の位置関係のときに取得される
EBSD パターン．
( b )と( d )とを比較すると， WD : 20 mm では， EBSD パター
ン位置が下方にズレていることが分かります．

電子線の加速電圧の違いによる EBSD パターン比較．
(a) 加速電圧 15 kV，(b) 加速電圧 30 kV にて取得した
EBSD パターン．
電子線の加速電圧が異なると EBSD パターン中のバンドの幅が変化します．加速電圧が高くなると波長が短くなり，回折角
が小さくなるためバンド幅は狭くなります．逆に加速電圧が低くなると波長は長くなり，回折角が大きくなるためバンド幅は広がります．バンドの交点位置や，バンド間の角度は変化しま
せん．

l電子線波長d結晶格子面間隔u電子線回折角度
加速電圧が高くなると波長が短くなるため，回折角が小さくなりバンド幅は狭くなります．逆に加速電圧が低くなると波長は長くなり，回折角が大きくなるためバンド幅は広がります(図)．ただし，加速電が変化しても，バンドの交点位置
やバンド間の角度に違いは生じません．
 空間分解能について
EBSD 測定時の空間分解能は，加速電圧，試料を構成す

る元素の平均原子番号，電子線プローブ径，測定点の間隔，
測定時の観察倍率等の影響を受けます．
◯

加速電圧の影響

前述した通り， EBSD パターンは 50 nm 程度の浅い表面領域を反映しますので，加速電圧が変化しても深さ方向の空間分解能は大きくは変化しません．しかしながら平面(縦横)方向の空間分解能は加速電圧の影響を受けます．図に加速
電圧 15 kV と 30 kV で EBSD 測定を行った時の結晶方位マ
図12

試料の傾斜角度が変化した時の EBSD パターンの比較．
の際の模式図，(b) (a)の位置関係で(a) 傾斜角度＝70°の際の模式図，の EBSD パターン，(c) 傾斜角度＝ 60°(d) (c)の位置関係での EBSD パターン．
( b )と( d )とを比較すると， EBSD パターン位置が変化していることが分かります．

ップを示します．結晶方位マップは，測定点ごとの結晶方位の違いを色で表しています．方位が変化しない結晶粒内では同じ色で表示されます．加速電圧の高い図14(b)では，結晶粒界近傍において左右どちらの表示色にも対応しない測定点が数多く確認されているのが分かります．これらの測定点は，誤った指数付けが行われたためにこのように表示されています．これは，試料内での散乱回折電子の発生領域が加速

必ず解析ソフトで修正しておかなければなりません． WD

電圧の違いによって変化していることが関係しています．

については操作ソフト上で入力できる場合が多いのですが，Ni を例にとって加速電圧の違いによる電子線侵入領域のモ

傾斜角度の設定変更は，パスワード等で管理されています．

ンテカルロ法によるシミュレーション結果を図(a), (c)に◯

加速電圧の選択とその影響(6)(7)(11)

EBSD パターンのバンド幅は次式の関係から求められる uの値で決まります(図 1)．

l＝2d･sin u

示します(フリーソフト等で可能(15))．加速電圧 30 kV(図15( c ))では， 3 倍程度広い領域に広がっているのが分かります．図15(b), (d)は，この広がりが結晶粒界近傍での測定結果に及ぼす影響について示しています．30 kV では，結晶粒

実 学 講 座

図 16

図 14

電子線の加速電圧の違いによる結晶方位マップの比較．(a) 加速電圧 15 kV，(b) 加速電圧 30 kV．
二つのデータを比較すると，( b )は図( a )に比べて表示色が変化する粒界(黒色矢印)近傍にて左右どちらの結晶粒にも対応しない色で表示されている測定点が，数多く確認されています．

結晶粒界近傍で取得した EBSD パターン．( a ) 結晶粒
A の EBSD パ タ ー ン ， ( b ) 結 晶 粒 B の EBSD パ タ ーン，( c ) 結晶粒 A と B の粒界から得られた EBSD パターン．
結晶粒界から取得した EBSD パターンは，結晶粒 A と結晶粒
B の EBSD パターンが重なったパターンとして発生します．

図 17

電子線の走査方向に対して結晶粒界の方向が，( a ) 垂直，(b) 平行，の時に得られる結晶方位マップの比較．
電子線の走査方向はいずれも図面左右方向．
赤線で示すように，垂直方向(a)に試料を設置した時には結晶粒界に存在する微細な結晶粒が確認されているが，平行方向(b)では確認できていない．

図 15

Ni に対する電子線侵入散乱領域のモンテカルロシミュ
レーションおよび結晶粒界近傍での加速電圧の違いによる各測定点での電子線侵入領域の模式図．( a ) , ( b )加速電圧 15 kV，(c), (d) 加速電圧 30 kV．
(a), (c)より，加速電圧が高いほど，より広く侵入散乱することが分かります．このようなシミュレーションは，フリーソフ
ト(15))等で実施可能です．その結果，(b)に比べて(d)の方が，結晶粒界近傍の測定点では，粒界を跨ぐように電子線が侵入してしまう測定点が多くなります．

界近傍において粒界を跨ぐように電子線が侵入していること

図18に傾斜した Ni に対する(a) 電子線侵入散乱領域のモ
70°
ンテカルロシミュレーション，(b) 結晶粒界近傍の各測
定点での電子線侵入領域の模式図．
に傾斜した試料表面に対して電子線が侵入散乱すると，非70°弾性散乱の発生領域が入射方向へ広がるため，試料の傾斜方向(縦方向)からの EBSD 発生領域が広くなります．

が確認できます．粒界を跨ぐ領域から発生した EBSD パターンは，図に示すように，それぞれの結晶粒からパターンが重畳したパターン(図16(c))となるため，指数付け精度が射型の方が優れており，スポットサイズについては EBSD

大きく劣化してしまいます．また， EBSD パターンが重畳パターンの S/N 比を考慮したうえで，小さいほど効果的でしている場合には，相対的に発生領域が広く強度の高い結晶

す．

が優先的に検出されることにもつながります．そのため，微◯

小粒子がある場合には，その検出確率が大きく劣化してしまいます(後述の試料の向きの影響も参照)．
◯

電子線プローブ径の影響

試料の向きによる EBSD パターン発生領域と空間分解能の関係(6)EBSD 測定時の空間分解能は試料の傾斜角度の影響も受傾斜した状態で測定するため，傾斜方向
けます．試料が70°使用する SEM に搭載された電子銃の種類および設定するとその直角方向では空間分解能が異なってきます．その例とスポットサイズなどにも依存します．電子銃としては電界放回転させて測定を実施し，比較しして図に同じ領域を90°

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た結果を示します．電子線の走査方向はいずれも図の横方向

文です．図 17 中に示した赤線領域に注目してください．図 17

献(a)では，幅 70 nm 程度の異なる方位を有した結晶粒が確認できていますが，図17(b)では確認できていません．この結果から，傾斜方向には空間分解能が劣化していることが理解傾斜した Ni を対象にして，電子線できます．図は， 70 °
侵入領域のモンテカルロ法シミュレーション結果と結晶粒界近傍の模式図を示しています．入射電子線に対して試料が傾斜している場合には，非弾性散乱の発生領域がその傾斜方向
へ広がります．そのため，前述したように，粒界を跨いで測定してしまう確率が増加してしまいます(図14も参照)．
アスペクト比の大きな組織を有する試料や積層構造体などを測定する場合には，目的としている組織の界面が，電子線の走査方向に対して垂直方向(傾斜方向)に位置するようにして試料を設置することで，界面近傍の空間分解能を向上できます．
◯

測定領域および測定点間隔(6)EBSD マッピングでの空間分解能は最小で数十 nm が可能です．この空間分解能は，前述したような要因にも関係しま
すが，ここで説明する電子線プローブの位置精度にも大きく影響されます．マッピング時は，電子線プローブを試料上で短い時間固定させてパターンの取り込みを行っていきますので，この位置精度以下となる測定間隔での測定は意味がありません．測定間隔は，SEM の観察倍率とは関係なく設定することができるため，例えば，広い領域で高い分解能(短い
測定間隔)のもとマッピングを行いたい時には，特に注意が必要となります．電子線プローブの位置精度のズレは，観察倍率が低くなると相対的に増加する傾向になります．これは，制御系の安定性が一定あったとしても，低倍率であるほど試料に対する相対的なズレの大きさが大きくなることに起

初めて SEM の操作や SEM を用いた分析を行う際の簡単な入門書は( 1 ) SEM と友達になろう，日立ハイテクノロジーズ編集 SEM 解説集，(2008)．
( 2 ) 初めて使う人のために SEM の世界への招待，日本電子編集
SEM 解説集．
( 3 ) SEM Q&A SEM“ここが知りたい”，日本電子編集 SEM 解説集．
((1)(3)の取得方法は各メーカーに問い合わせて下さい)( 4 ) 横江大作，まてりあ，60(2021), 498506．
( 5 ) 徳永智春，まてりあ，60(2021), 225233．
 EBSD 測定についての教科書は◯( 6 ) 鈴木清一編 EBSD 読本 OIM を使用するにあたって， TSL
ソリューションズ(2009)．
( 7 ) L. Reimer : Scanning Electron Microscopy: Physics of Image
Formation and Microanalysis, 2nd Edition, SpringerVerlag,(1998).
 Hough 変換については◯( 8 ) N. C. Krieger Lassen, K. Conradsen and D. J. Jensen, Scanning
Microscopy, 6(1992), 115121.
 電子顕微鏡分析についての教科書は◯( 9 ) 日本電子顕微鏡学会関東支部編先端材料評価のための電子顕微鏡技法，朝倉書店(1991)．
( 10 ) 進藤大輔，及川哲夫著材料評価のための分析電子顕微鏡法，共立出版(1999)．
(11) 堀内繁雄，弘津禎彦，朝倉健太郎編電子顕微鏡 Q&A 先端
材料解析のための手引き，アグネ承風社(1996)．
( 12 ) 坂公恭編結晶電子顕微鏡学―材料研究者のための―，内田老鶴圃(1997)．
 SEM 関連書籍を紹介している Web page は◯(13) http: // scantech.jp /books/index.html，日本顕微鏡学会走査電子顕微鏡分科会 HP_SEM 関連書籍．
 電子顕微鏡に関する用語の検索をしたい場合は◯(14) https://www.jeol.co.jp/words/，日本電子 HP_用語集．
 モンテカルロ・シミュレーションを行いたい場合は◯( 15 ) http: // www.vector.co.jp / soft / win95 / edu / se059369.html ，走査電顕モンテ・カルロ．
◯

因しています．例えば， FE SEM を例にすると，あくまで★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

も経験的な値ではありますが，倍率が100倍程度ですと，電2000年 3 月 愛知県立名南工業高校 機械科 卒業
2000年 4 月 財団法人ファインセラミックスセンター
試験研究所
2011年 2 月より現職
専門分野イオンビームを用いた表面処理法，電子顕微鏡◎セラミックスを中心とした材料開発と構造評価に従事．イオンビーム試料調製法や電子顕微鏡による構造解析技術や分析技術を中心に活動．

子線プローブは横方向に 0.13 mm，縦方向に 0.38 mm 程度のブレが発生しています．5000倍では，それぞれ 2.6 nm，7.6
nm 程度となります．測定間隔はこのブレの値よりも十分に大きな値として設定しなくてはなりません．目安としては，100 倍のときには， 200 nm 程度以上， 5000 倍では 10 nm 程

度以上が有効な設定値となります．広い領域を高い分解能で横江大作★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

マッピングするときには，この関係に留意しましょう．



実 学 講 座g科学館で見つけた金属材料
“黄金小判は，実は Au
Ag 合金”

貨幣博物館(東京都中央区)

黄金に輝く小判は，その色ゆえに，ほぼ純 Au と暗黙の裡に信じている方が多いと思う(実際，筆者もそうであった)．
しかし，実は，純 Au ではなく，金銀(AuAg)合金という

文責東京工業大学

春本高志(2021年 8 月訪問)

ことを展示で知ることになる．
具体的には，小判の Au 純度は，基本的には，時代とともに低下し，反対に Ag の比率が増えていくとのことである(図)．これは，幕府の財政状況悪化時などに，従来の小判

今回は，東京駅から徒歩数分と交通至便な中央区日本橋にを溶融して，Ag を追加で添加し，小判の枚数を物理的に増ある貨幣博物館を紹介する(図)．貨幣博物館は，日本銀行

やすという「改鋳(かいちゅう)」が行われていたためとの説

創立100周年を記念して設立され，かつての金座金貨製造

明書きがあった．今の金融政策と類似している点で，歴史は拠点であり現在の日本銀行本館(1)と道を挟んだ隣(別館内)に形を変えて繰り返されているのかもしれない．

位置する．貨幣コレクター田中啓文氏の収集品を基にした，

しかし，お金としては，見た目(黄金色)も大切であり，金銀の大判・小判などの他，現在の国内外の貨幣，更には，「色付け・色揚げ」という工程を通して，見た目を黄金色にお金に関する古文書なども展示されている．博物館としてのする(図)．博物館学芸員の方にお伺いしたところ，表面処

規模はあまり大きくないものの，それ故に，1 時間程度の短理の一種であり， Ag を選択溶解させ，表面の Au 純度を高時間で，日本の古銭・貨幣を中心に，現在に至るまでのお金の移り変わりを網羅的に見ることができ，東京観光の際にはおすすめである．
さて，博物館に入るためには，なんと，空港の搭乗口と同じような金属探知機による検査を受ける必要があり，入口には担当警備員の方が多数待機されておられるため，正直なところ，気軽に入るのには躊躇する．お金は不要である(入館無料)が，代わりに，勇気を要する．しかし，それを通過し，2 階の展示室へ行くと，普通の博物館と同じ空気となる．展

示品は，紙幣コーナーを除いては，どこを見ても金，銀，銅の貨幣であり，入り口のものものしい検査が保安上必要とすぐに理解できる．多くの展示品の中，美術品として，また，金(Au )そのものとしても圧倒的な存在感・輝きを放っていたのは，微細な紋様が刻まれた高純度 Au の分銅金，並びに，滅多に目にすることのできない本物の黄金大判・小判である．

図1

貨幣博物館の外観．

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図2

時代と共に変化する小判の Au 純度．写真は，安政小判(Au 純度57)．純度の割に黄金色であることが色付
け工程の成果．(貨幣博物館所蔵)

図3

色付け工程を記した金座絵巻．(貨幣博物館所蔵)

める化学的なプロセスとのことである．ある種の脱合金処理

鋳込んだ直後の銅銭が(実際の鋳込みとは天地が逆になったと思われるが，ここで，黄金小判の製造プロセスを，刻印・状態で)「枝銭(えだせん)」として展示されているが，こちき ごう

細工や揮毫などの貨幣の制度的・芸術的な工程は別にしてまらは，かなりの大きさであり，鋳込み技術として高度だった

とめると，金属工学的には，とわかる．品質・形状の揃ったお金を作るために，幕府は努1.

鋳造力を続けてきたようだ．現代に至るまでのお金の展示を通し

2.

鍛造て，日々当たり前に使っている硬貨も，実は，長い歴史の中

3.

脱合金

で改良が重ねられ，進化してきた産物と考えさせられる．なの 3 つである．初めの 2 つは，普通の作り方であるが，最お，現代の硬貨は，鋳造で直接鋳込むのではなく，圧延板か後の 3 つ目には驚いた．というのも，ラネーニッケル触媒

らの打ち抜きである(3)．

などに代表されるよう，脱合金は，近代に入ってからの技術と(少なくとも筆者は)認識していたが，実は，黄金に輝く小

最後に，お金に関する古文書の 1 つとして展示されてい判製造技術の一部として，数百年もの昔から行われていたよる江戸時代の「人間一生入用勘定」は，人が一生で使用する

うだ．したがって，昔も今(2)も，お金の製造には，その時代

お金の一覧が記載・計上されており面白い．かなり詳細に記として，かなり高度な技術が使われてきたのではないかと感載されているようだが，残念ながら解読はできなかった．しじる．しかし，昔は，悪く言うと， Au 純度を落としたこと

かし，その結論が円グラフとして表示されており，一生の支をあからさまにしないための技術だった(ある意味，幕府が出のうち，酒代の占める割合は，実はかなり大きいとのこ

民をだましていた)のに対し，今は，だまされないための偽と．江戸時代と現代では物価の状況が異なり単純比較はでき造防止であり，技術の使われる方向性が全く異なっている点

ないものの，嗜好品にはお金がかかるという点では同じなのは興味深い．いずれにしても，金属工学的な観点では，純度かもしれない．お金の博物館だけあって，お金の使い方の勉が違っているにも関わらず，ほぼ同じ黄金色に見える小判の強にもなった．

展示は非常に面白い．是非，足を運んで現品を御覧頂きたい．

文

献

博物館では，完成された貨幣だけでなく，作製途上の中間状態の貨幣も見ることができる(図)．砂型鋳造によって，( 1 ) 金座(きんざ)の歴史，日本銀行金融研究所貨幣博物館(2015 )(銀座の打ち間違いではない)．
( 2 ) 石本卓也まてりあ，59(2020), 448449.
( 3 ) 造幣局ホームページ，貨幣の製造工程(その 1)．
https: // www.mint.go.jp / operations / production / operations _coin_process01.html(2021年 8 月 4 日閲覧)
(2021年 8 月10日受理)[doi:10.2320/materia.60.653]

貨幣博物館へのアクセス
地下鉄 半蔵門線 三越前駅(B1 出口)から徒歩 1 分
地下鉄 銀座線 三越前駅(A5 出口)から徒歩 2 分
地下鉄 東西線 日本橋駅(A1 出口)から徒歩 6 分
JR 東京駅日本橋口から徒歩 8 分(〒103
0021 東京都中央区日本橋本石町 131
日本銀行分館内)

https://www.imes.boj.or.jp/cm/

その他テレビ番組などで登場する「1 億円の重さを体験できます」
コーナーは，新型コロナウイルス対策のため，残念ながら現在は休止中とのこと．

図4



枝銭．(貨幣博物館所蔵)

科学館めぐり
巻記念企画

北の大地発・研究者の育成と材料科学の研鑽
北海道支部

支部長

橋

本

直

幸

日本金属学会北海道支部は， 1947 年 4 月に北海道大学の年 7 月東大・御手洗容子先生， 2019 年 1 月北大・鵜飼

阿久津國造先生が初代支部長に就任されて以降，現在まで

重治先生など)及び本多光太郎記念講演( 2020 年 1 月京

74 年の歴史があり，現在は北海道在住の日本金属学会会

大・乾晴行先生，2019年 1 月阪大・掛下知行先生など)も員，北海道内における大学等の高等教育機関，北海道に拠点

行 っ てい ま す ．こ の 年 2 回 の 講演 大 会 では 大 学院 生 や 企を持つ金属・鉄鋼関連企業，学術研究機関などの研究者，各業，研究所に所属する優秀な若手研究者の発表に奨励賞( 3

教育機関所属学生を含め，総勢170名の研究者と共に，これ

名程度)が授与され，道内の金属・鉄鋼工学に携わる研究者

まで諸先輩方によって培われた冶金・金属・鉄鋼工学，材料は元より，若手にとって大変有意義且つ貴重な成果発表と議科学及び工学技術の更なる発展のため研鑽を積んでいます．

論の場となっています．この支部講演大会での経験と実績を主な研究者所属機関の内訳は，大学(北海道大学，室蘭工業

活かし，春期及び夏期の全国講演大会や専門分野の国際会議

大学，北見工業大学，北海道科学大学)，高等専門学校(旭川などに参加するケースが一般的で，支部講演大会を若手研究

高専，苫小牧高専，函館高専)，企業(日本製鐵，日本製鋼者の登竜門と考えている指導者も少なくないと思います．

所，日本製鋼所 ME，北海道電力)，研究機関(北海道立総本支部会は，この北海道の大地で将来ある若者が大らかに合研究機構)となっており(図)，教育機関に所属する若い逞しく育ち，道内外・国内外の学術研究機関で優秀な研究者

研究者の比率が特に高くなっています．

として活躍することを願いながら，日々教育・研究に励んで本支部では日本鉄鋼協会北海道支部と合同で年 2 回の講おります．また，同時に，日本全国・世界各地から北海道を演大会(夏季講演大会・サマーセッション，冬季講演大会

訪れ，共に学術研究に取り組む研究者を心より歓迎いたしま

共に講演者数40～50件)を北海道大学，室蘭工業大学及び北す．

見工業大学で開催しており，これに合わせて特別講演(2021

図1(2021年 8 月 4 日受理)[doi:10.2320/materia.60.655]

北海道支部構成団体のロゴマーク．(オンラインカラー)

北海道大学大学院工学研究院材料科学部門教授

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan





巻記念企画

日本金属学会関東支部の近況報告
関東支部

支部長

森

田

一

樹

このたび，まてりあ 60 巻記念企画として支部活動について寄稿させていただくこととなりました．関東支部の生誕は1960 年 6 月と，まてりあ(日本金属学会会報)よりもやや先輩に当たります．これまで関東地区の会員を主たる対象として，講習会，本多記念講演会，本多記念セミナー，見学会，
ヤングメタラジスト研究交流会等の活動を行っており，伊藤公久(早大)前支部長の体制に引き続き， 2021 年度より森田支部長，阿部副支部長ほか 16 名の運営委員により企画を進めております． 2020 年度の活動はコロナ禍のため，オンラ
インによるヤングメタラジスト研究交流会のみに止まりましたが，今年度開催予定の同研究交流会と講習会について，さ図1

2019 年度ヤングメタラジスト研究交流会で行われた事
株業所見学会の参加者の集合写真(於 JFE スチール
東日本製鉄所 京浜地区)．(オンラインカラー)

図22020 年度ヤングメタラジスト研究交流会参加者の集合
写真(於オンライン)．(オンラインカラー)

らに 2019 年度に行われた見学会の様子を以下に紹介させていただきます．
ヤングメタラジスト研究交流会は，関東支部内の大学，研究機関，企業に所属する若手研究者および学生の交流を目的
として 2004 年に開始して以来，今年で 18 回目の開催を迎えることとなりました．本交流会は大学と企業(主に鉄鋼メー
カー，重工メーカー)が持ち回りで開催しており，例年，30～ 60 名に参加いただいております．交流会の内容は年度によって推移してきましたが，近年の主なプログラムは，気鋭の若手研究者による講演( 3 ～ 4 件程度)および学生を対象としたポスターセッションの 2 部構成です．ポスターセッシ
ョンでは活発に討議が行われ，優秀な発表を行った学生には
ポスター賞を授与してきました．企業の施設をお借りして開催した際には，上記に加えて事業所の見学会も企画していただき，大学に所属する研究者・学生にとって工業製品の生産現場を目にする貴重な機会となってきました(図)．
この交流会を昨年度(図)に引き続き，今年度もオンラインにより 10 月 6 日(水)に開催させていただきます．今回

た．講習会の内容は，「高強度金属材料の機能発現機構―転は，オンライン開催の持ち味を活かし，小規模な討論・談話

位論の基礎から材料強度化まで―( 2019 年度)」，「材料デーのスペースを設けて「交流」の色合いを濃くする方針です．

タベースの最前線―何がどこにどれだけあるの―(2018年

具体的には，講演者との個別交流会および企業主催の座談会度)」，「金属材料強度試験法―より信頼されるデータとは―を企画しております．全体の質疑応答では拾えない個別の討( 2017 年度)」など，魅力的なテーマを設定し，基礎から応論や，産学の研究者間でのフランクなコミュニケーションを用，そして最新の技術動向に至る講義を 5 件程度まとめた活性化することが狙いです．対面での集会が制限されている形式です．毎回，大学院生を中心とする学生会員，企業の若現状において，本会を若手研究者の貴重な交流の機会として手技術者等， 40 名程度の参加者を集めて開催され，講師の積極的に活用していただければ幸いです．

先生方の素晴らしい講義内容もあり，それぞれのテーマ内容

また，同支部では， 1970 年度「機械技術者のための金属材料―損傷の防止対策と原因究明の手法―」の第 1 回を皮切りに，1 日集中型の講習会を毎年企画実施してまいりましを短期集中的に学ぶことができる貴重な機会を提供してまいりました．
しかしながら，昨年来のコロナウイルス蔓延の状況において，今年度から講習会の開催方式を大幅に改定することを決東京大学 大学院工学系研究科教授



定いたしました．リモート環境を積極的に活用し，1 日 1 講

支部だより

図3

2019 年度の工場見学会参加者の集合写真(於 JR 東日
本 大宮総合車両センター)．(オンラインカラー)

義ずつ開催するイブニングセミナー形式への変更です．今年
度は「水素社会と金属材料の関係」をテーマとして，5 回の講義を開催することを予定しております． 10 月末から 11 月までの金曜日の夕方(各回1730)に 1 講義ずつ実施することとし，各講義は，録画，保存することで，オンデマンド環
境での受講も可能な体制を整備いたします．ただし，オンデ
マンド形式での受講では質疑応答に参加することはできませ図4

2019年度の工場見学会の様子(於JR 東日本 大宮総合
車両センター)．(オンラインカラー)

ん．また，この取り組みを継続することで，貴重な講義デー
タのアーガイブを残すことも企画しております．受講申し込

見学会の企画に際しては，産官学にわたる学会員の皆様のみもこれまでのように，シリーズ全部の一括の申し込みだけご尽力を通して実現されております．広範な分野で活躍されでなく，講義ごとに受講申し込みが可能な体制に変更し，会る会員の皆様方のご協力の下，コロナ禍が明けた折には今後員の皆様により受講しやすい環境を提供する予定です．まも見学会を続けて参りたく思います．

た，リモートでの受講環境とすることで，関東支部の会員用の事業を日本金属学会の全会員向けの事業に発展させて参ります．

以上のように，現在の感染状況ではそれぞれの活動にはまだまだ大きな制約を伴いますが，コロナ禍により生み出され一方，当支部では支部会員を対象に見学会を実施しておりた“どこでも参加”スタイルを鋭意ご活用いただき，関東地

株 (JRます．図および図は2019年10月に東日本旅客鉄道

区に限らず，全国の日本金属学会会員の皆様方の積極的なご東日本)の大宮総合車両センターを見学した際のもので，学参加をお待ちいたしております．

生，社会人を含む 15 名ほどの参加がありました．普段はな
かなか立ち入ることの出来ない，実際の車両の補修の現場を最後になりましたが，本稿の執筆に当たり，ヤングメタラ

巡る貴重な機会をいただきました．見学後には活発な質疑応

ジスト研究交流会，講習会，見学会について，それぞれ纏め答も行われ，実際の車両設計に必要となる金属材料特性に踏て下さいました増田紘士 助教(東京大学)，中尾

み込んだ(マニアックな)議論にまで展開し，大型輸送機で(横浜国立大学)，阿部英司 教授(東京大学)に感謝の意を表は単に軽くて強い材料だけが求められるわけでは無いことをします．

改めて認識することとなりました．

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

航 教授(2021年 8 月 3 日受理)[doi:10.2320/materia.60.656]





巻記念企画

日本金属学会北陸信越支部の活動概要
北陸信越支部

第代支部長

松 田 健 二 第代支部長 池 野

北陸信越支部は，長野，新潟，富山，石川，福井の 5 県

2020年

第167回大会進

富山大学(2023年に延期)の会員で構成されている．「支部連合講演会」，「本多光太郎
記念特別講演会」，および「湯川記念講演会(日本鉄鋼協会北.

陸信越支部主催，日本金属学会北陸信越支部共催)」は支部

支部講演会および講習会，見学会((一社)日本鉄鋼協会
北陸信越支部および他学協会との共催を含む)全体を対象とする事業であるが，密接な交流を企図して，地特別講演会(石川地区，新潟地区)

区(県)単位での活動を重視している．「材料セミナー」(長野講習会たたら製鉄実演(新潟地区)

地区)，「たたら製鉄実演」と「学術講演会」(新潟地区)，「材料研究会」と「特別講演会」(富山地区)，「特別講演会」

.

支部研究会および見学会(石川地区)，「材料フォーラム」(福井地区)などの事業をそ

材料研究会(富山地区)

れぞれ年に 2 回以上開催している．地区事業はそれぞれの

材料フォーラム(福井地区)

地域の実情に応じて，日本鉄鋼協会北陸信越支部のほか，軽材料セミナー(長野地区)

金属学会北陸支部，眼鏡素材研究部会，各県の公設試験研究機関などとの共催で行っている．また，「支部連合講演会」

.

支部連合講演会で優れた研究発表を行った学生を表彰する「学生表彰」事業

2014年12月 6 日

新潟工科大学を実施しているほか，長年支部活動を支えてくださった方に2015年12月 5 日

富山大学「支部功績賞」を贈り，顕彰している．

2016年12月 3 日

金沢大学

2017年12月 2 日

福井大学

.

2018年12月 1 日

信州大学

1947年 7 月 5 日

2019年11月30日

新潟大学

長野県，新潟県，富山県，石川県，福井県

2020年12月 5 日

富山大学(概要集で開催)

2021年12月 4 日

富山大学(予定)

北陸信越支部概要

設

立

所属地域

支部事務所(2021年 8 月現在)
〒9308555 富山市五福3190
富山大学学術研究部

材料デザイン工学科内.

材料組織制御工学講座

本多光太郎記念講演会((公財)本多記念会共催) 1988 年度

Tel/Fax 0764456841(担当松田，李，土屋)から開催（※ 2013 年度以前は，日本金属学会 75 周年史(付録 CD ) 54 ( 2015 ) ,264～266.

本多光太郎記念講演会

2014年12月 6 日

新潟工科大学「材料の熱力学物性の電子論計算と状態図計算への応用」(1)参照．
）

大谷博司(東北大学)
.

歴代支部長

2015年12月 5 日

代

時期

氏

名

「金属材料における新たな展開

第25代
第26代
第27代
第28代
第29代
第30代
第31代

2015年～
2016年～
2017年～
2018年～
2019年～
2020年～
2021年～

小口
門前
松田
佐藤
福元
榊
岸

昌弘
亮一
健二
一則
謙一
和彦
陽一

所

属

株
TPR
金沢大学
富山大学
長岡技術科学大学
福井大学
信州大学
金沢工業大学

富山大学―アモルファスからナノマテリアルへ―」増本2016年12月 3 日

健(公益財団法人電磁材料研究所)

金沢大学「バルクナノメタルの興味深い力学特性の両立に向けて」
2017年12月 2 日

強さとねばさ伸泰(京都大学)

福井大学「次世代原子力材料 FeCrAlODS 鋼の開発
.

日本金属学会，日本鉄鋼協会
2013年

第153回大会

全国大会実施実績

金沢大学

富山大学 学術研究部都市デザイン学系教授
富山大学 都市デザイン学部・工学部シニアアドバイザー(名誉教授)



燃料被覆管―」
2018年12月 1 日―事故耐性

木村晃彦(京都大学)
信州大学「マルテンサイト変態，拡散変態ならびに一次の磁気転移に及ぼす外場(強磁場，高圧力)の影響とその電子論的
解釈」

支部だより

掛下知行(日本金属学会フェロー，福井工業大学学長，
大阪大学名誉教授)
2019年11月30日

◯

優秀学生表彰(小田仲彬賞)

2013年度新潟大学「力学的生体適合性に着目した骨代替インプラント構成
材料」

2014年度

新家光雄(日本金属学会フェロー，名城大学特任教授，
大阪大学特任教授，関西大学特任教授，東北2015年度大学名誉教授)2020年12月 5 日

本多光太郎記念講演会，開催なし

2021年12月 4 日

富山大学(予定)
美濃輪武久(信越化学工業)

.

支部表彰

◯

2016年度

2017年度

2018年度

支部功績賞表彰

2017年度
2018年度
2019年度
2020年度
2011年度
2018年度
2019年度
2021年度

瀬尾省逸
森 克徳
清水謙一
藤田達生
唐木道雄
滝澤秀一
安丸尚樹
喜多和彦
山本有一

株
大平洋製鋼
富山大学
大阪大学名誉教授，金沢工業大学教授
株 リケン

株 不二越

長野県工業技術総合センター
福井工業高等専門学校
株
YKK
株
大平洋製鋼

2019年度

2020年度

河井竜太郎（金沢大），保志雄平（長岡技科大），杉森太一（富山大），佐藤誉将（富山大），
竹下哲史（金沢大）牧野慎司（長岡技科大），根本健史（長岡技科大），池谷拓哉（富山大），洞田直人（富山大），
新川敬之（富山大）
松本拓也（長岡技科大），海藤雅裕（富山大），
河合健汰（富山大），梅田雪麿（信州大），
谷野 光（信州大）
霜上裕輔（金沢大），山西由和（富山大），
広田逸彦（長岡高専），三津島浩平（金沢大），灰塚裕平（富山大）
平木智也（富山大），梶谷恭平（富山大），
小林拓也（金沢工大），板谷剛嗣（長岡技科大），飯島正彦（富山大）
中野晴秋（金沢大），松本真輝（富山大），
佐藤文哉（長岡技科大），細矢駿行（富山大），
元女陽介（長岡技科大）前田朋克（富山大），藤野俊也（富山大），
中嶌佳央（金沢大），山田朋英（長岡技科大），川越大典（長岡技科大）三浦柊一郎（福井大），山崎隼輔（金沢大），梅垣真理（信州大），脇山 響（長岡技科大），櫻井亨彦（富山大）

文

献( 1 ) 日本金属学会75周年史(付録 CD)54(2015), 264～266.
(2021年 8 月 3 日受理)[doi:10.2320/materia.60.658]

図1

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

支部活動の様子(2019年11月30日，長岡技科大にて)．(オンラインカラー)





巻記念企画

日本金属学会東海支部の活動紹介
東海支部

支部長

野

村

一

衛

日本金属学会が創設された 1937 年の 5 年後の 1942 年に，東海支部は設立されました．東海支部の所轄する岐阜県，静岡県，愛知県，三重県は日本有数の製造業の集積地となっており，全製造業の製造品出荷額においては国内全体の約25 ，自動車などの輸送用機械の出荷額においては同約50 を各々占め，非常に高いシェアを誇っています．そして，これらの産業を支える素材産業として，鉄鋼業，非鉄金属業も盛んとなっています．このような地域特性を反映して，東海支部は設立当初から学術界と産業界とが強く連携して活動を進めてきております．その一例として，東海支部では大学と企業から交互に支部長が選出されています．
東海支部の活動ですが，昨年度についてはコロナ禍の影響により活動の多くが停滞し，今年度も不透明な状況が続いています．コロナ禍がいち早く終息することを願うばかりで

図1

す．ここでは，例年の主な活動について紹介させていただきます．

平成30年度 中高生のための次世代もの作り教室「鉄道車両を支える材料と技術」見学会風景(日本車両製造株
式会社 豊川製作所にて)．(オンラインカラー)

東海支部の活動は，東海地方の企業の協力の下に(一社)日本鉄鋼協会東海支部との共催で行われており，大きくは講演

タートしました．これは中学生・高校生を対象とした啓発活会，支部研究会，支部主催見学会および支部表彰の 4 つか動であり，金属材料を初歩的に理解いただき，見学会を通じら成っています．

て社会における金属材料の有用性を体感することを狙いとし講演会としては，最新のテーマを選んで「特別講演会」をています(図)．

年 2 回開催しています．それらに加えて，金属学など学術

支部での表彰としては，「学生による材料フォーラム」で的に著名な研究者に講演いただく「本多光太郎記念講演会」，の「優秀ポスター賞」，支部活動への功績を労う「支部功績および主に企業に所属される著名な技術者，研究者に講演い賞」，顕著な研究実績に対する「優秀学生表彰」などがありただく「湯川記念特別講演会」を毎年開催しています．

ます．

支部研究会としては，東海支部独自の活動として始めた今後の支部活動の展望ですが，これまで述べましたよう「学生による材料フォーラム」を開催しています．このフォに，学術界と産業界との強い連携が東海支部の特長の一つとーラムは，学生が日頃の研究成果をポスター発表し，十二分考えています．この東海地方は自動車産業や航空機産業の中に議論する場です．一方，高度なテーマについて専門家によ心地であり，これまでの発展に金属材料の研究は極めて大きる議論を重視する場として，「学術討論会」を開催していまな貢献をしてきました．そして，これら産業の今後の飛躍にす．他には，「金属材料談話会」および「材料プロセッシン

対しても，金属材料の研究はますます重要になってくると思グ談話会」が不定期で開催され，国内外の研究者によるホッいます．CASE(Connected, Autonomous, Shared, Electric)

トな情報を地区の研究者・技術者に提供しています．さらと言われる自動車の100年に一度の変革，カーボンニュートに，企業技術者間の交流を図る活動として，「技術交流フォラルに向けた新技術開発など，研究すべき対象材料，達成すーラム」が実施されています．また，大学および企業の若手

べき材料特性はますます多様化し，高度化を極めていきます．

中心の研究会である「若手材料研究会」と「若手冶金エンジ

日本金属学会東海支部が，より良き未来社会に向けた金属ニア研究会」が活発な活動を展開しています．
支部主催見学会については，将来の材料研究を担う次世代層を意識した「次世代層ものづくり教育」を 2008 年からス

材料の研究促進の一助を担えるよう，これからも会員の皆様と共に活動を推進していきたいと思います．
(2021年 8 月 4 日受理)[doi:10.2320/materia.60.660]

愛知製鋼株式会社経営役員



支部だより


巻記念企画

日本金属学会関西支部の活動
関西支部

支部長

田中

功 関西支部

事務局

八 尾 秀 樹関西支部は滋賀，京都，大阪，兵庫，奈良，和歌山の 6
府県を所管地域として 1941 年 5 月に設立され，伝統と進取の気風に富む地域性を生かした活動を行っている．現在は一般財団法人大阪科学技術センターニューマテリアルセンター
内に事務局を置き，基本的に全ての事業を一般社団法人日本鉄鋼協会関西支部と共同して行っている．支部会議と支部委員会において，予算・決算の審議や事業企画，支部推薦の検討などを行っている．図は支部委員会の様子である．
関西支部では例年，産学から講師を招いて，本多光太郎記
念講演会，湯川記念講演会，支部講演会を開催し，会員の関

図1

株
支部委員会風景 (2017年10月，当時の新日鐵住金
和歌山製鉄所にて)．(オンラインカラー)

心が高いテーマについて講演を頂いている．一例として，支部講演会では 2019 年 2 月は児玉憲治様(リガク)に「ファンダメンタルパラメータ法を用いた波長分散型蛍光 X 線分析

表1

関西支部材料セミナーの内容．

装置の最近の進歩」， 2018 年 2 月は小溝裕一様(高輝度光科学研究センター/大阪大学)に「 Spring 8 の産業利用」について講演いただいた．また，関係者の多大なるご支援とご協
力の下，関西地区の研究機関や企業の現場の見学会を実施している．これらの講演会や見学会の際に，会員の交流や情報交換の場として，交流会や懇親会を開催している．しかし，残念ながら，新型コロナ感染防止の観点から， 2020 年度は
これらの行事の実地開催は全て中止せざるを得なかった．
2021年度も同様の懸念がある．

関西支部独自の取り組みとして，材料セミナーの開催がある．産学の委員から構成されるセミナー事業運営委員会において，会員の要望の多いテーマを 3 件程度採り上げて企画している．過去10年の内容は，表に示したとおりである．
2020年度と2021年度はコロナ禍の下，WEB 上での開催となった．電子顕微鏡や計算機シミュレーションなどの実地講習ができなかったのは残念であったが，座学については出張の必要がなくなり参加しやすくなったという意見があり，実際に参加者数は増加した．ポストコロナ時代では，WEB 開催
を上手に採り入れ，他支部や他学協会との共同開催を積極的に進めることも一案となろう．
さらに関西支部では，材料物性工学談話会，鉄鋼プロセス研究会，マテリアルデザイン研究会，関西分析研究会，材料化学研究会の 5 つの研究会がそれぞれ年に数回の研究会・見学会を実施して，会員の相互啓発に努めている．また，学生を中心とした若手のポスター発表会を併催し，優秀な発表に対する表彰を行っている．

京都大学大学院工学研究科教授

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan(2021年 7 月30日受理)[doi:10.2320/materia.60.661]

一般財団法人大阪科学技術センターニューマテリアルセンター





巻記念企画

日本金属学会中国四国支部だより
中国四国支部

第
代支部長

佐々木

元

日本金属学会中国四国支部は，初代支部長である故・藤原武夫広島大学名誉教授の下， 1957 年 10 月 10日に設立され，今年で 64 周年となる．本支部は，鳥取県，島根県，岡山県，広島県，山口県，香川県，徳島県，愛媛県，高知県のいわゆる山陰，山陽，四国地区から構成された広範囲な地区であり，会員も各地区に広く分布している．そのため，移動は大変であり，支部活動の運営もこの距離感をどのように縮めるかが長年の課題である．また，日本金属学会のみでは母体が小さいため，日本鉄鋼協会中国四国支部とほぼ一体で運営している．更に，軽金属学会中国四国支部とも行事を共催化するなどして，共栄を図っている．現在は広島大学

松木一

弘教授を 25 代支部長とし，各地区から選出された 8 名の幹

図 1 第 22 回若手フォーラムでの本多記念講演会の様子，講師は岡山理科大学 金谷輝人教授(現名誉教授)．(2011年 2 月23日，於岡山国際交流センター)．(オンラインカラー)

事(4 名の鉄鋼協会幹事を含む)とともに運営している．その他，支部役員として，支部長の補佐，支部の会務を処理する支部委員( 10 ～ 20 名)，支部会と支部内の各団体との連絡を担う支部地区代表( 10 ～ 20 名)，支部に助言・意見を行う支部顧問があり，支部の活性化のために様々な活動を担っている．支部最大の行事は，例年，日本鉄鋼協会と共同で毎年一回，夏に開催される支部講演会と 3 月に開催される支部総会である．支部講演会は各県の持ち回りで開催されており，
今年は第 61 回(鉄鋼協会としては第 64 回)の大会として，オンライン開催ではあるが，山口東京理科大学が当番校となり，
8 月24日に開催された．61件の一般講演が 3 会場に分かれて

オーラル形式で実施されたほか，本多光太郎記念講演として，富山大学の松田健二先生に「時効硬化型アルミニウム合金の時効析出研究～さらなる高強度化を目指して～」の題目で講演いただいた．コロナ禍以前は毎回 60 件以上の発表，

図 2 第 22 回若手フォーラムでのポスターセッションの様子(2011年 2 月23日，於岡山国際交流センター)．(オンラインカラー)

100名を超える参加があったが，今回はオンライン化のためもあってか，発表件数は若干低下した．支部講演会では毎回，学生を対象に優秀講演発表を選定して 3 ～ 4 件を表彰

生(大学院生，大学生，高専生，高校生等)の発表の機会としし，学生の研究の励みとしてもらっている．また，支部におて設定しており，現在まで 47 回開催している．これらの研ける研究調査活動として，材質制御研究会，金属物性研究

究会は，山陰，山陽，四国地区でなるべく均等に開催される会，若手フォーラムを，それぞれ年に 3，4 件程度定期的によう配慮されている．中国四国地域では材料系学科に加え，実施している(図・)．これらの研究会は，支部組織であ

機械系学科の大学や高専の教員，学生の活動が多く，また，る研究部会が中心となって企画，運営を行っている．中でも，鉄鋼や非鉄金属，自動車産業等の製造業も盛んであるため，

1960 年代中頃から活動をしている金属物性研究会は金属材

学術的な視点のみならず，実用化に即した研究開発，材料加料の基礎的，学術的研究を対象としており，昨年末で136回工などの実務的な研究開発が盛んに行われており，支部活動の開催を数える．材質制御研究会は実用材料や材料加工プロの支えとなっている．そのため，本部の活動とは少し方向性

セスの開発研究を対象としており，現在まで 70 回開催してが異なると感じる．ただ，日本金属学会の発展には支部活動いる．また，若手フォーラムは企業や大学の若手研究者や学の活性化が重要であり，支部として常に新たな活動を展開していきたいと考えている．

広島大学大学院先進理工系科学研究科教授

(2021年 8 月 4 日受理)[doi:10.2320/materia.60.662]

支部だより


巻記念企画「まてりあ」60巻を祝して―日本金属学会九州支部の活動を顧みて―
九州支部

第
代支部長

東

田

賢

二

日本金属学会会報「まてりあ」 60 巻，おめでとうございます． 1937 年，日本金属学会創設と共に発刊された日本金属学会誌，そして1960年に創刊された Transactions of theJapan Institute of Metals (現 Materials Transactions)に続き，1962 年に本会三番目の定期刊行物として発刊された当会報

が 60 巻という記念の区切りを迎えることになりましたこと，衷心よりお慶び申し上げます．また，当会報のためにこれまでご尽力されて来られた多くの皆様方に深く敬意を表します．

図1

合同学術講演会でのポスターセッション(2018.6，北九州国際会議場)．(オンラインカラー)

当会報の創刊時の会長であられた大日方一司先生は，「日本金属学会会報発刊の辞」の中で，その発刊について「本会創立当時からみますと大きな発展でありますが，このことは

季講演会，秋季講演会が開催されます．日本製鉄八幡製鉄

わが国金属関係の科学，技術の進展に即応する必然の企画で所，同大分製鉄所，九工大，熊大，長崎大学，鹿児島大学，

あるといえましょう」と述べておられます(1)．日本金属学会

九大などが持ち回りで世話役を担当しています．その中で，誌が学術論文に統一される一方で，解説や総説，技術資料，

春季は湯川記念講演会(鉄鋼協会九州支部担当)，秋季は湯川

学会活動ほか多岐にわたる情報提供を担う会報の役割は極め記念講演会と本多記念講演会(日本金属学会九州支部担当)がて重要なものであるといえます．

行われます．また，それと合わせて，特定のテーマの下に講

さて，日本金属学会九州支部は1942年に，今井弘先生(九演討論会が企画され，複数の講演と共に熱心な討論が展開さ

州帝国大学教授)を初代支部長としてスタートしました(九大れています．例えば 2019 年の春季講演会では「先端的実験

冶金学科は1911年設置)．そして，現支部長(第25代)の中島と数理解析による材料研究の新たなる展開」，同年の秋季講

邦彦先生(九州大学教授)に至るまで，九州地区の研究者・技演会では「安心・安全に関する高機能鋼板」など基礎から応術者の皆様のご協力・ご支援の下，旺盛な活動を続けて来ま用に至る多様なテーマが取り上げられています．

した．その主なものをご紹介いたしますと，以下のようです．

以上のような催しに加えて，「材料科学談話会」そしてまず，日本金属学会，日本鉄鋼協会，軽金属学会各九州支「材料プロセス談話会」と呼ばれる研究会が不定期に，日本部の合同学術講演会が，毎年 6 月に開かれています．その鉄鋼協会九州支部との共催で年に複数回開催されています．

開催は，九州大学，九州工業大学，熊本大学が順番に世話役

そこでは海外からの訪問者を含め多彩なゲストスピーカーをを担当し，毎回200名を超える参加者と共に，シンポジウム

迎えて，盛んな議論が展開されています．

講演，一般講演，英語講演，ポスターセッションが行われてCOVID19の影響を受けて令和 2 年度の九州支部の活動はいます(図参照)．そこでは学生を対象にした口頭発表賞，ほとんど中止されてしまいましたが，令和 3 年度においてポスター賞も授与されます．このような講演大会は，九州地

は， 6 月 11日に合同学術講演会(一般講演，英語講演，ポス区の大学，高専や企業における研究活動の情報をお互いに共ターセッション)がオンラインで無事開催され，例年並みの有する場となると共に，特に学生諸君にとっては，自らの研多くの参加者を得て，活発な議論が展開されました．さら

究を他の研究者や技術者に聴いてもらうことを通してその面に，秋季講演会も 10 月 25 日にオンラインで開催予定であ白さを体感し，大きく成長するきっかけを得る重要な役目をり，支部活動も多くがネット経由ではありますが，確実に回果たしているように思われます．さらに，全国大会に向けて復しつつあります．

意欲を高める大切な機会ともなっています．
また，毎年 3 月と 10 月には，日本鉄鋼協会との合同で春

日本金属学会初代会長であり「鉄の神様」と言われた本多光太郎先生は，日本金属学会誌の創刊号冒頭の「創刊の辞」
において，日本金属学会と日本鉄鋼協会について「両学会は九州大学 鉄鋼リサーチセンター特任教授(九州大学名誉教授)

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

車の両輪の如き関係を有し何れの一つを欠くことも出来ない」との言葉を残しておられます(2)．学問や研究は自由であ

文り，一切の垣根は有りません．時代の流行を徒らに追わず，

献

その一方で真に革新的なもの対しては鋭敏な嗅覚をもって，産と学とが，そして今日の材料系の学会すべてがその境界を越えて真剣勝負の議論を展開して行くことが極めて重要と考えます．その中で日本金属学会，そしてその会報「まてりあ」( 1 ) 大日方一司日本金属学会会報，1(1962), 12.
( 2 ) 本多光太郎日本金属学会誌，1(1937), 1
2.
(2021年 8 月 5 日受理)[doi:10.2320/materia.60.663]

が中核的な役割を果たして行くことを心より願って止みませ
ん．

◇



◇

◇

支部だより


巻記念企画

男女共同参画委員会の15年と現在
そしてこれから
男女共同参画委員会委員長

三

浦

永

理

まてりあ 60 巻発刊とのこと，おめでとうございます．その記念ということで，日本金属学会・日本鉄鋼協会男女共同参画委員会も本誌 60 巻 7 号に引き続き(1) ，再び委員会だよ
りに寄稿の機会を頂きました．
さて， 60 巻 7 号の委員会だよりでもご案内致しました通
り，2007年に発足の本委員会は2022年で15周年を迎えます．
本委員会のこれまでの歩みは，初期から本学会の男女共同参画活動に携わってこられた日本金属学会の元副会長の御手

図1

本委員会のロゴマーク(山崎壮氏デザイン)．(オンライン
カラー)

洗容子氏(東京大学)の記事(2)に詳しく書かれています．さわりを紹介しますと，本委員会の前身となる男女共同参画活動のためのワーキンググループ( WG)が 2003年から始動し(初代委員長黒田光太郎氏(当時名古屋大学))，啓発活動を目的とするシンポジウム開催や講演大会会期中の託児室の設
置，男女共同参画学協会連絡会へのオブザーバー参加等が始まりました．その後， 2007 年に日本鉄鋼協会との合同にて本委員会を設置することとなり，これまでの WG の活動を引き継ぐと共に，「ランチョンミーティング」や「女性会員のつどい」の大会会期中の開催，また，女子中高生の理系進学を後押しする活動として，関東地区開催の「夏の学校」への参加，関西地区では「関西科学塾」に協力団体としての参加等の活動を行っています． 2009 年には委員会のロゴマー

図2

男女共同参画委員会10周年記念シンポジウムの準備中の様子．(2017年 9 月 9 日，北海道大学)(オンラインカラー)

図3

同上．男女共同参画委員会 10 周年記念シンポジウム講
演中の様子．(同上)(オンラインカラー)

クを策定し(図)，講演会はじめイベントの際に使用しています．
私自身は 2011 年から委員を拝命し，委員会の末席を汚しておりますが，最も思い出深いのは 2017 年の委員会 10 周年記念シンポジウムです．北海道大学工学部棟オープンホール
にて，秋期講演大会の会期終了翌日 9 月 9 日(土)に開催されました(図，)．講師の依頼やチラシ作成から広報展
開，当日の受付など，何ヶ月もかけて委員と学会事務局で準備を重ね，当日を迎えました．講演内容の詳細については当時の委員長の梅津理恵氏(東北大学)の報告(3)をご覧いただけ
ればと思いますが，「もっと広報を頑張れば良かった」と反省の弁が出るほどに，どの講演も素晴らしく，正副委員長と幹事委員，学会事務局，大会実行委員の皆様のご慧眼とご尽力に頭が下がる思いだったのを記憶しています．それから 5年，来年は委員会設立 15 周年を記念してミニシンポジウムを企画しております．皆様是非ご参加下さい．

工学系学術団体の日本金属学会で男女共同参画やダイバー
シティに取り組む必要性について，一つデータを示します．
図は， 2017 年の学会員の世代別会員比率です．左端の世兵庫県立大学大学院工学研究科

代比率を見ると， 50 代がボリュームゾーン， 40 代がそれにま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan




図4

金属学会の世代別会員比率(2017年)．左から全会員の世代比率，全会員中女性会員の比率と各世代比率，全会員中男性
会員の比率と各世代比率，女性会員のみの世代比率，男性会員のみの世代比率．(オンラインカラー)

続きます． 20 代は 40 代と同程度ですが，約 8 割が学生会員

まりつつあります．近い将来，両学会での男女共同参画やダです．左から 2 番目の極端に低い棒グラフは全会員に占め

イバーシティが当たり前になり，本委員会がその役目を終える女性会員の比率で， 5.2でした．右側の 2 つ，男女別のる日が来るのを心待ちにしています．

世代比率をみると，女性のみの世代比率は男性のそれとは対最後にもう一つ，「女性会員のつどい」に関し，2019年の称的に 20 代が多いのですが，これは 30 代以上，つまり正員

岡山大学での秋期大会では，「女性会員のつどい」にて，猿の女性会員数が少ないためです．すなわち，このまま推移し橋賞を受賞された梅津理恵氏のお祝いの会がありました(4)．

ますと，世代交代に伴い，会員数は減少の一途をたどりま

その後は COVID19の流行のため，3 期続けてやむなく中止

す．男女問わず，若い世代も魅力を感じる分野であり学会でとなりましたが，2021年秋期講演大会では，大会期間中の 9あることが重要です． 2017 年の女性会員の割合は，学生会

月 17 日(金)に，皆様のご理解とご協力の下，オンライン形

員が10.5，正員は 4，2020年はそれぞれ12と 5でし式ながら 4 期ぶりの開催に至りました．

た．
2015年に国連で採択された SDGs(持続可能な開発目標)の

文

献

一つに，
「ジェンダー平等」があります．今，世界の潮流は，様々な歪さを抱えながらも LGBTQ(性的少数者)を含むジェ
ンダー平等，そしてダイバーシティ & インクルージョン(D&I)へと視座を上げつつあります．ジェンダーギャップ指数120位の日本でも，東京オリンピックおよびパラリンピッ( 1 ) 三浦永理まてりあ，60(2021), 439440.
( 2 ) 御手洗容子まてりあ，56(2017), 116120.
( 3 ) 梅津理恵まてりあ，56(2017), 711.
( 4 ) 松岡由貴まてりあ，58(2019), 524.
(2021年 8 月 3 日受理)[doi:10.2320/materia.60.665]

ク開催を機に，ジェンダー平等や D&I の機運がようやく高

委員会だより化鉄()であると考えました(図)．一度の濾別ではまだ溶液に濁りが見られたため，溶液に対して濾別と試薬を用いた
鉄成分の確認を繰り返し行いました．5 回目の濾別による残～第 5 回「高校生・高専学生ポスター発表」優秀賞～

アルミニウム缶を原料とした
人工宝石の合成

渣において，試薬を用いても全く呈色しなかったことから，
5 回の濾別により，溶液から鉄成分を取り除く事ができたと考えました．以上の操作により，鉄成分を除去したアルミニ
ウム溶液を作製することができ，これを硝酸に溶解後，アン
モニア水を用いて沈殿させ，空気中で乾燥することでアルミニウム缶を原料とした酸化アルミニウムを得ました．

福島県立福島高等学校

廣居桜子

三澤春果

溝井敬大

次に，電子レンジでのアーク放電の発生条件を特定するために市販の酸化アルミニウムを用いて確認しました．酸化ア
ルミニウムと酸化クロム()を 100 1 の質量比で混合し，ルビーは高い硬度と抗切削性から工業的需要が高い一方でアルミニウム箔に包んで先端をねじりました．これを，電子産出量が少ないという問題があります．ルビーは酸化アルミ

レンジの中に立てて加熱しました．私たちが使用している電ニウムの結晶に 1 質量程のクロム()イオンが入ること

子レンジでは，手前から 10 cm ，左端から 5 cm の位置で，で生成します．私たちはルビーの主な構成元素がアルミニウ

酸化アルミニウムを包んだアルミニウム箔のねじった部分のムであることに着目して，アルミニウム缶からルビーを合成

長さを 3 cm にした時に，アーク放電が安定して発生しましすることができると考えました．前年度，フラックス法(1)た(図)．

と，ベルヌーイ法(2)の原理を利用してルビーの合成を試みま

また，確認したアーク放電の発生条件のもと，ベルヌーイ

した．どちらも，アルミニウム缶を原料とした酸化アルミニ法での実験を行いました．純粋な酸化アルミニウムとアルミ

ウムからルビーの合成は確認出来ませんでした．しかし，純
粋な酸化アルミニウムでは，ベルヌーイ法を用いて合成できました．そこで，ルビー合成失敗の原因がアルミニウム缶に含まれる不純物であると考え，研究を進めました．
本研究で使用したアルミニウム缶の胴部分にはアルミニウ
ムマンガン合金が使われています．アルミニウムマンガン合金に含まれる不純物の中で割合が高く，比較的取り除きやすい鉄に着目し，その除去を試みました．塗装を削ったアルミニウム缶に水酸化ナトリウム水溶液を加え，アルミニウム
缶に含まれるアルミニウムを完全に溶解させました．しかし，その溶液は濁っていたため，溶液を濾別し，その残渣を塩酸に溶かして，ヘキサシアニド鉄()酸カリウム水溶液とチオシアン酸カリウム水溶液をそれぞれ加えたところ，鉄()イオン特有の反応が確認できたため，残渣の主体が水酸

図1

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

図2

アーク放電発生の様子(酸化アルミニウムと酸化クロム()を質量比1001 で混合した粉末)．

濾別の回数と指示薬の反応の変化．




図3

生成物の外観およびブラックライトによる発光の比較．

ニウム缶を原料とした酸化アルミニウム，それぞれでルビー

今回，不純物である鉄を取り除いたことで，ルビーと思わの合成を試みました．合成には酸化アルミニウムと酸化クロれる物質を合成できました．今後は，今回生成した物質がルム()の質量比を 100 1 に混合した粉末と500 W の電子レビーであるかを偏光顕微鏡で確認し，より大きなルビーの合ンジを用いました．また試料によってアーク放電が発生する成を検討しようと考えています．

までの時間が異なるため，発生してから終わるまでの時間を加熱時間(1～5 分程度)としました．

今回，私たちは，金属学会に初めて参加しました．たくさんの質問をいただき，とても良い経験となりました．「アル結果として，どちらの粉末でもブラックライトを当てたと

ミニウム缶の代わりにアルミニウム箔で行ってみては」といきに，ルビーと同様の蛍光反応(3)を示す物質が合成できましう助言のもと，現在，アルミニウム箔での実験を行っていまた．これは，不純物を取り除き酸化アルミニウムの純度が上す．また，フラックス法でのルビー合成も試みています．新

がったためだと考えられます(図)．しかし，肉眼で見るとしい視点からの助言をいただけただけでなく，ポスター賞をほとんどの物質が白色に近いものでした．また，硬度は，どいただけてとても嬉しいです．これからも研究に励みたいとちらも手で砕けてしまうほど脆いものでした．これは単結晶

思います．

が得られなかったためだと考えられます．
また，これまでは加熱後すぐに結晶を取り出していました

文

献が，冷却時間を長くすることで結晶がより大きくなると考え，アーク放電発生後，試料を電子レンジに置いたまま動かさない時間を 5 分， 10 分， 15 分と比較しました．結果は私たちの仮説通り，冷却時間が長くなればなるほど結晶の大きさは大きくなることが目視で確認できました．

( 1 ) 長谷川修三鉱物学雑誌，8(1968), 397406.
( 2 ) 中住譲秀応用物理，54(1986), 581582.
( 3 ) 池田光治化学と教育，55(2006), 114115.
(2021年 6 月18日受理)[doi:10.2320/materia.60.667](連絡先〒960
8002 福島市森合町 572)

スポットライト～第 5 回「高校生・高専学生ポスター発表」優秀賞～

ルミノール反応における触媒の濃度と照度・発光時間の関係
岩手県立水沢高等学校

小倉

紫

石川憂菜

図1

梅原彩奈

触媒溶液の濃度と発光時間の関係．

小原未夕

私たちは，ルミノール反応における触媒溶液の濃度と最大照度・発光時間の関係をテーマに研究を行っています．私たちは，お祭りやライブでよく見かけるケミカルライトに興味を持ちましたが，費用や設備の関係で実験を行うことが難しかったため，化学発光の一種であるルミノール反応について研究を行いました．そして，今回行った実験結果をケミカル
ライトに応用し，災害時に利用したいと考えています．
私たちは，ルミノール反応の照度を高くすることと，発光

図2

触媒濃度と最大照度の関係．

時間を長くすることの 2 つを同時に達成することができる
触媒溶液の濃度を検討することにし，次の 3 つの仮説を立てました．仮説 1触媒溶液の濃度を高くすると反応速度が験することと，未反応のルミノールが存在することを確認

高くなるので，発光時間が短くなるのではないか．仮説 2

し，定量する必要があると考えています．

触媒溶液の濃度を高くすると発光時間が短くなるので，最大図から，触媒溶液の濃度が高くなると最大照度が大きく

照度が大きくなるのではないか．仮説 3発光時間と最大照なることがわかりました．この結果は，仮説 2 のとおりで度は反比例の関係にあるのではないか．

すが，発光時間が短くなっていないのに最大照度が大きくな

 ～◯ の手順で行いました．◯
 ルミノール
実験は，次の◯る原因ははっきりしていません．また，グラフの傾きが徐々

0.1 g ，水酸化ナトリウム 3.0 g を濃度 3 wt の過酸化水素に小さくなっているので，最大照度がこれ以上大きくならな

 濃度
水 150 mL に溶かし，ルミノール水溶液を調整した．◯

い濃度が存在することも考えられます．このことを確かめる

1～10 wtのヘキサシアニド鉄()酸カリウム水溶液を調整ためには，触媒溶液の濃度が 10 wt以上の場合についても◯ のルミノール水溶液 10 mL を試し，触媒溶液とした．◯

実験を行う必要があると考えています．

 の触媒溶液を 1 mL 加え，試験管ミキサーで験管に移し，◯

仮説 3 の発光時間と最大照度の関係については，今回の 発光時間と照度を測定した．発光時撹拌して反応させた．◯

データからは確かめることができませんでした．今後，実験間は，ルミノール水溶液に触媒溶液を加えてから照度計の値

回数を増やし検討していきたいと考えています．

が 0 になるまでの時間とし，照度の測定はデジタル照度計

新型コロナウイルス感染拡大の影響で，多くの研究発表会

LX 1108 を用いて最大照度を測定した．実験結果は次のよが中止，あるいは，オンラインでの発表に変更になりまし

うになりました．

た．オンライン発表会への参加は今回が 2 回目でした．初図か ら ， 発 光 時 間 は 約 50 秒 前 後 で ， ほ ぼ 一 定 で あ る

めて参加したときには， PC の操作に手間取ってしまったが，触媒溶液の濃度が 4 wt の時に最大になることがわかり，発表中どこを示せばわかりやすく説明できるか迷ったりりました．この結果は，仮説 1 と矛盾する結果となりまし

してしまったために，うまく説明することができませんでした．私たちは，実験結果について次のように考察しました．

たが，今回の発表では，少しですが改善することができまし

触媒溶液の濃度が 4 wt よりも低い場合には，未反応のルた．また，多くの先生方に発表を聴いていただき，数多くのミノールが存在しているのではないか．そして，触媒溶液の助言をいただくことができました．今回いただいた助言を今

濃度の増加に伴ってルミノールの反応量が増加するのではな

後の研究に生かしていきたいと考えています．特に，多くのいかと考えました．また，触媒溶液の濃度が 4 wt 以上に先生方から，この研究が社会の中でどのように役立つのかをなった場合に発光時間が短くなるのは，ルミノールがすべて質問していただき，研究の社会的な意義を明確にすることの反応し，触媒溶液の濃度の増加に伴って反応速度が高くなる

大切さを感じました．

からではないかと考えました．このことを確かめるために(2021年 6 月28日受理)[doi:10.2320/materia.60.669]

は，触媒溶液の濃度が 1 wt よりも小さい場合について実(連絡先〒023
0864 奥州市水沢龍ヶ馬場 51)

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japanた，それぞれの野生株から得られた菌糸の植菌とスクリーニ
 は植菌した後ングの結果は次の通りとなりました．野生株◯

観察を続けましたが菌糸が生えることはありませんでした．

～第 5 回「高校生・高専学生ポスター発表」優秀賞～

 は植菌を行ったときに，ふわっとした菌糸がみられ
野生株◯
 は植菌に成功しましたが，カンゾウ
ました(図)．野生株◯

種菌の獲得と成長タケ以外の菌の混入が激しく発生しスクリーニングをするこ～カンゾウタケの子実体栽培を目指して～ は植菌を行ったときに，粘とができませんでした．野生株◯

着質の菌糸が見られました(図)．
採集したカンゾウタケの植菌では野生株 4 つから植菌し宮崎北高等学校

小山佳那

山奨真

山口勘護

たそれぞれの培地でカンゾウタケ以外の菌の混入が発生しました．その原因は，野生株のため多くの菌が付着していたからだと考えられます．またカンゾウタケの菌糸が生えなかっ私たちは，宮崎県に自生するカンゾウタケというキノコにたものに関しては，カンゾウタケの組織を切り取る際のメスついて研究しています．この研究を始めた動機としては，私 の子実体は採集した時の温度が高かった，あるいは野生株◯たちが住んでいる宮崎県は土地面積の 7 割以上を森林が占期 が 発生 し て から 1 週間 ほ ど 経っ て お り腐 敗 が進 ん で い

めている林業県であり，キノコ栽培が全国 2 位と盛んです

た，また子実体自体も小さく菌糸を広げる能力が弱かった，が，現在の宮崎県は林業の衰退が問題となっていて，林業を の子実体は切り取った組織の部分が軸の下部だった野生株◯発展させる手段の一つとしてキノコという特産物を宮崎県でため菌糸が生える能力が弱かった，と推定しました．

さらに盛んに栽培することを考えたからです．そのため宮崎

私たちは植菌によって得られた 2 種類の菌糸の成長速度

県近隣で採取でき，まだ栽培方法が確立されておらず，ほどに違いがみられため，スクリーニング後の成長速度を記録しよい酸味があり生でも食べることができるカンゾウタケを研 から得られた粘着質の菌糸はスクリーニン
ました．野生株◯究の対象としてこの研究を始めることにしました．本研究でかグしてから平均直径 38.2 mm の菌糸が広がり，野生株◯

は野生株から種菌を得るまでを目的としました．

ら得られたふわっとした菌糸は平均直径 31.5 mm で広がり

私たちは，カンゾウタケの菌糸(キノコの体を構成する糸が停止しました．そこで菌糸が直径で 50 mm まで伸びるの状の構造)を獲得するために，カンゾウタケの子実体(菌類が胞子形成のために作る塊状の構造)を宮崎市近隣の国有林にて採集しました．採集したキノコを表に示すようにそれぞ
 ，◯
 ，◯
 ，◯
 として，酸素が十分に供給される状
れ野生株◯

態で持ち帰り，クリーンベンチ内で，カンゾウタケを割いて外気に触れていなかった部分を切り取り，あらかじめ調製した寒天培地に植え付ける植菌を行いました．ここで植菌した寒天培地を，私たちは菌糸培養に無関係な湿度や光を制御せずに気温を参考に容器内の温度を 21 °C に設定した低温恒温
器内で培養しました．培養中にカンゾウタケ以外の菌がみられる混入が起きた場合は，カンゾウタケの菌糸だけを植菌するスクリーニングを行い純粋なカンゾウタケの菌糸のみを獲得しました．私たちは，スクリーニングを行った際にカンゾ

図1

ふわっとした菌糸．(オンラインカラー)

ウタケの菌糸には寒天の上に菌糸が棉のようになって広がっているふわっとした菌糸と寒天に張り付いて広がっている粘着質の菌糸があることを発見しました(図 1 ， 2 参照)．ま

表1

採取した野生株．
 野生株◯
 野生株◯
 野生株◯

野生株◯

子実体の横の長さ(cm)

7.5

12

11.0

12.5

子実体の厚さ(cm)

2.0

4.0

1.2

5.0

気温(°
C)

21.2

―

21.7

21.5

湿度()

73.0

―

72.0

72.0

木の幹の太さ(cm)

287.0

―

133.0

210.0



図2

粘着質の菌糸．(オンラインカラー)

スポットライト着質の菌糸が優れていると推定しました．
今後は，本研究で得られたカンゾウタケの種菌を用いて菌床栽培の条件や子実体が発生する条件を見つけ出し，カンゾ
ウタケはスダジイ(ブナ科シイ属の常緑広葉樹)によく生える
ため，菌床培地にはスダジイのおがくずと，栄養分として米ぬかを使用して，おがくずと米ぬかの配合比率，気温や湿度，光の明るさなどの環境状況を複数のパターンで実験し，子実体の作成を目指します．
今回の金属学会のポスター発表会に参加し，私たちは生物
図3

それぞれの菌糸の成長速度．(オンラインカラー)

分野の研究を行っており，生物が生きていくうえでナトリウ
ムやカルシウムなどの金属はとても重要なものだと改めて感じました．さらに，私たちが研究しているキノコにも生物にに要する時間を， 50 mm 以上まで成長した粘着質の菌糸 6必要不可欠な金属が含まれていることから，この発表を通し

つと，ふわっとした菌糸 2 つの各平均値で比較しました．

て金属と生物が密接な関係にあると考えることができました．

粘着質の菌糸が直径で 50 mm 伸びるまでに要した時間は 3～4 週間で平均26日でした．対してふわっとした菌糸は68日

文

献と2.5倍以上の時間を要しました(図)．
また植菌実験で粘着質の菌糸とふわっとした菌糸の 2 種類の菌糸が発生しましたが，粘着質の菌糸とふわっとした菌
糸の割合は明らかにできませんでした．しかし 2 種類の菌
糸の成長速度は明らかに粘着質の菌糸の方が速く，広がりも大きい，このことから子実体を菌床培地で栽培する際には粘ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan( 1 ) 令和元年版 森林・林業白書，林野庁編，(2019), p. 30.
( 2 ) 上田俊穂きのこ図鑑，本郷次雄監修，保育社，( 1985 ) , p.
320.
( 3 ) 黒木秀一宮崎のきのこ，鉱脈社，(2015), p. 252.
(2021年 6 月23日受理)[doi:10.2320/materia.60.670](連絡先〒8800124 宮崎市大字新名爪4567)




本
会

告

会

記

事

本会発行既刊図書類の電子版販売について …………………672
2022年春期講演大会の外国人特別講演および招待講演募集……………………………………………………………………673
第30回奨学賞の推薦校募集について …………………………673
第 2 回フロンティア研究助成の採択 …………………………674
日本金属学会フェロー推薦募集の案内 ………………………674
第45回技術開発賞募集 …………………………………………675
第72回金属組織写真賞作品募集 ………………………………675
支部行事 …………………………676 次号予告 …………………………681

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

研究集会 …………………………676 新入会員 …………………………681
掲示板 ……………………………677 行事カレンダー …………………682
会誌・欧文誌10号目次 …………680
投稿規程・出版案内・入会申込はホームページをご利用下さい．

会

告(ホームページもご参照下さい)
本会発行既刊図書類の電子版販売について

この度，本会発行の学術図書類を電子版(PDF)で販売することといたしました．第 1 期として，下記の 7 タイトルの販売を開始いたしました．丸善雄松堂の Knowledge

worker(https://kw.maruzen.co.jp/nfc/page.html)で購入することができます．価格は，定価の約 7 割となっております．
今後も，絶版等で入手できなくなっている図書や絶版予定の図書を電子化していく予定です．
講座・現代の金属学
第1巻

材料編

材料の構造と物性

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630560

第2巻

ミクロ組織の熱力学

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630561

第3巻

材料強度の原子論

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630562

第8巻

原子力材料

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630563

第9巻

金属表面物性工学

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630564

第10巻

鋳造凝固

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630565

講座・現代の金属学
第8巻

金属工学シリーズ

磁性材料

https://kw.maruzen.co.jp/ims/itemDetail.html?itmCd＝1033630566

本 会 記 事

2022年春期講演大会の外国人特別講演および招待講演募集

推薦書提出期日年月日(金)日本金属学会・日本鉄鋼協会
第
回奨学賞の推薦校募集について
奨学賞はこれまで全国大学材料関係教室協議会参加大学の学部学生を対象にしておりましたが，材料分野の発展の貢献

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が期待できる多くの優秀な学生を幅広く奨励するため，全国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

大学材料関係教室協議会参加大学以外の教育機関からも広く

会において審議採択し，講演実施細目については講演大会委

募集いたします．

員会で決定いたします． 2022 年春期講演大会の特別講演と下記要項によりご応募下さい．

招待講演を募集いたしますので，下記要領によりご推薦下さい．尚，新型コロナウイルスの感染拡大状況により春期講演

奨学賞募集要項

大会がオンライン開催に変更になる可能性もありますこと予

教育機関の募集
国内の材料系の学科又はコース等を有する大学およびめご了承下さい．

高等専門学校特別講演講演者著名な外国人研究者とする．
講演時間30分(討論10分)
採択件数3～4 件
滞在費補助 10,000 円× 5 日(上限日数)(現地開催の場合)

同一の教育機関(1 校)の応募数は，関係する材料系の学科又はコース等に拘らず 1 件とします．
教育機関における候補者の対象
大学は学士課程 4 年に在学する学生．
高等専門学校は専攻科 2 年に在学する学生．

その他大会参加費免除，懇親会招待
招待講演

推薦校の推薦者資格
教育機関の代表専攻長(代表学科主任)

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

同一教育機関の応募窓口は事前にご調整願います．
下記の全国大学材料関係教室協議会の参加大学には，推薦校の資格が与えられます．
手続き

所 定 の 応 募 フ ォ ー ム ( https: // data.jim.or.jp / jim /滞在費補助なし

shou / shougaku / form.docx )をダウンロードし，必その他大会参加費免除

要事項を記入の上，ご応募下さい．
応募締切 年月日(金)推薦用紙
所定様式(ホームページからダウンロード下さい)に申込問合先〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432

より，下記メールアドレス宛に「外国人特別講演推(公社)日本金属学会

薦」と明記しお送り下さい．送信後 2～ 3 日過ぎて

 0222233685

奨学賞係も受理メールの無い場合はお問合せ下さい．

Email: award＠jim.or.jp

FAX 0222236312%

推薦書提出期日 年月日(金)年全国大学材料関係教室協議会の参加大学(校)

照会・推薦書提出先

大〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会 国際学術交流委員会宛
 0222233685

FAX 0222236312%

Email: stevent＠jim.or.jp

学

12 豊橋技術科学大学 23 大阪府立大学
13 名古屋大学
24 兵庫県立大学

3 岩手大学4 秋田大学14 名古屋工業大学
15 京都大学

25 千葉工業大学
26 東京理科大学

5 東北大学6 茨城大学16 大阪大学
17 島根大学

27 芝浦工業大学
28 東海大学

7 東京大学8 東京工業大学

18 香川大学
19 愛媛大学

29 金沢工業大学
30 関西大学

9 横浜国立大学

20 九州大学

31 近畿大学
32 早稲田大学

10 長岡技術科学大学 21 九州工業大学
11 富山大学
22 熊本大学

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan名

1 北海道大学
2 室蘭工業大学

33 群馬大学



調査研究会委員会からのお知らせ

第回フロンティア研究助成の採択
フロンティア研究助成は，教育・研究機関での金属及びその関連材料分野の学術研究及び技術研究の発展や若手研究者の育成や奨励を目的で設立されました．
第 2 回フロンティア研究助成の応募結果，下記10件の研究の採択が決定し，助成金を交付することにいたしました．
採択数10件
番号

テ

ー

マ

活動開始

活動終了

助成金

申請者

所

属

1

超微細粒金属の不均一変形挙動に変形温度がおよぼす影響

2021年 4 月～2023年 2 月

1,500,000

宮嶋陽司

金沢大学理工研究域(准教授)2

銅/マルテンサイト積層化による強度導電率バランスの改善と制御

2021年 4 月～2023年 3 月

1,500,000

古賀紀光

金沢大学理工学研究域(助教)3

電気化学的手法を用いた水素酸化雰囲気制御による Ni 基超合金の高温寿命の機構解明

2021年 4 月～2023年 3 月

1,500,000

福本倫久

秋田大学理工学研究科(准教授)4菊池バンド幅解析と画像相関法を併用した任意のミクロ領域からの応力ひずみ曲線取得

2021年 4 月～2023年 2 月

1,500,000

山o

重人

九州大学工学研究院(准教授)5

金属材料表面構造による細胞制御に基づく生体骨
機能化材料の創製

2021年10月～2023年 9 月

1,500,000

松垣あいら

大阪大学大学院工学研究科(助教)

6

電子ビーム積層造形法における特異な組織形成機構の理解に立脚した新規 TiAl 合金の開発

2021年 4 月～2023年 3 月

1,500,000

趙研

大阪大学大学院工学研究科(講師)

7

レーザ熱加工による高生体安全性・高硬度マルテ
ンサイト系ステンレス鋼の開発

2021年 9 月～2023年 8 月

1,500,000

堤祐介

物質・材料研究機構構造材
料研究拠点(主席研究員)

8

骨適合性と抗菌性を両立した生体内溶解性バイオアクティブコーティング膜の創製

2021年 5 月～2023年 2 月

1,500,000

上田恭介

東北大学大学院工学研究科
(准教授)

9

変形誘起ナノ双晶と酸化物分散強化を利用した高延性高強度アルミナフォーミング CoNiCrAl 合金の創製

2021年 3 月～2023年 2 月

1,500,000

余浩

東北大学原子力材料工学研究部門(助教)10

金属誘電体ナノグラニュラー膜のトポロジカル
モデルに基づくトンネル効果の最大化

2021年10月～2022年 3 月

1,000,000

青木英恵

東北大学学際科学フロンテ
ィア研究所(助教)

公益社団法人日本金属学会フェロー推薦募集の案内
推薦締切年月日(火)本会では，本会の代表的会員として，金属およびその関連分野における学術・科学技術・産業，教育・人材育成等に造詣の深い会員であって，自らが積極的に本会の事業に参画・活動することが期待されるものに対して日本金属学会フェローを授与いたます．下記の募集要項をご確認いただき，積極的にご推薦下さい．
推薦要項［推薦方法］［責務］
フェローを得た会員は，金属およびその関連材料分野を先

推薦は，理事，代議員，フェロー，支部長，各分科委員

導し，若手研究者・技術者の目標となることを自覚し，当長，維持員(正員資格付与者)，3 名の正員による推薦およ

該分野の発展に一層寄与するとともに，本会の代表的会員

び本人による自薦による．

として本会事業へ積極的に参画し，本会の目的の達成に率所定の推薦書に，必要事項を記入の上，提出する．
必要事項は以下の通り．
(1) 候補者(2) フェローの責務を果たすことの承諾および活動
注候補者本人の承諾を得た上，責務を果たすことの確認と果たすことができる責務・活動を記入する．果
たすべき責務は下記［責務］に示すとおり．
(3) 候補者の略歴(4) 推薦タイトルとカテゴリー

先して努力する責務を負うものとする．
フェローは次のいずれかの活動を行うものとする．
(1) 若手研究者および若手技術者の啓発・人材育成
まてりあへの入門講座・講義ノート・実学講座・新製品技術裏話等の啓発記事の執筆
まてりあへの若手研究者・技術者を対象とした論文執筆のコツ・テクニック・注意事項等の啓発記事の執筆
学校・企業等への出前講義等(2) 知識・技術の伝承(5) 業績や貢献の内容と推薦理由

本会機関誌へのレビュー・オーバービュー・解説の執筆(6) 推薦者

教科書等の書籍の執筆



本 会 記 事講演会・講座・セミナー・シンポジウム・チュートリアル

第
回技術開発賞「新技術・新製品」記事募集

講演等の講師フェローは必要に応じて，技術相談，論文執筆相談，機関

応募締切年月日(月)誌の特集記事の企画提案，研究費申請相談の活動を行うものとする．
フェローは，当該年度の活動報告および次年度の活動計画を作成するものとする．

賞の名称

第45回日本金属学会

賞の対象

まてりあ「新技術・新製品」記事に掲載された記事が選考対象となります．

フェローは，本会正員として会費を支払うものとする．
注フェローとして活動するに際しては，本会の謝礼規程

技術開発賞

表

2022年 9 月の秋期講演大会

彰および旅費支給規程に従って謝礼や旅費の支払を受け原稿問合先ることができるものとする．

詳

細まてりあ係 Email: materia＠jim.or.jp
まてりあ 8 号 525 頁 or ホームページ本会賞の募集［フェローの要件］
フェローの対象となる者は，フェローの責務を積極的に負える者であって，金属およびその関連分野における学術・

https://gijyutsu.jim.or.jp/entry

申込 URL

技術開発賞の問合先(公社)日本金属学会各賞係

科学技術・産業，教育・人材育成等に造詣の深い会員であ 0222233685

ること．

Email: award＠jim.or.jp［フェローの数］フェローの人数は本会正員の 1を上限とする．

第回金属組織写真賞作品募集［審査・認定］フェローの選考は，フェロー選考委員会があたり，理事会

応募締切年月日(月)で授与候補者を決定する．
授与を決定した者に，春期講演大会時に開催される表彰式
賞の名称でフェローを授与する．

第72回日本金属学会金属組織写真賞

授与者にはフェローの認定証書を贈呈する．

募集部門

適切な候補者がいない場合は，その年度は授与しない．

「写真賞部門」［任期］

1.

光学顕微鏡部門

フェローの任期は 5 年とする．ただし，再任することが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)

4.

顕微鏡関連部門(FIM, APFIM, AFM, X 線 CT 等)

できる．
フェローが本会会員でなくなったとき，あるいは名誉員や永年会員となった場合はフェローを返上するものとする．

注光学顕微鏡と透過電子顕微鏡写真，走査電子顕微鏡と

フェローの責務を果たすことが困難等の理由で，本人から透過電子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断する部門を選択すること．

返上の申し出があったときは，フェローの称号の返上を認申込要領めるものとする．

応募は，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．

申請先

申 請 書 ( https: // data.jim.or.jp / jim / shou / fellow /【写真作品】

form.docx にてダウンロードして下さい)を下記 E 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．

mail アドレスに送付して下さい． 2, 3 日過ぎても受理返信通知のない場合はご連絡下さい．
問合先

 写真データは PDF または画像ファイル( jpg など)で提出◯すること．(それ以外はプレビュー表示出来ない)(公社)日本金属学会フェロー係
Email: award＠jim.or.jp

 0222233685

 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．
◯
 応募作品数には制限を設けない．
◯
 他学協会等の同様の賞を受賞してない作品であること．
◯

詳

細

URL

まてりあ 8 号526頁 or ホームページ本会賞の募集
https://picture.jim.or.jp/entry

送信・問合先(公社)日本金属学会 金属組織写真賞係

 0222233685

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia JapanEmail: award＠jim.or.jp




支部行事
研究会 No. 83

2021年度 本多光太郎・湯川記念
合同講演会 開催案内
～物質・材料科学技術新たなステージへ(材料編)～

2021年度

高温材料の変形と破壊研究会

2021年度の「高温材料の変形と破壊研究会」をオンラインにて開催いたします．本研究会は，様々な材料における高温変形と破壊，また，高い力学特性を生みだす材料の内日

時 月日(火) ～

場

所

オンライン講演会(zoom 会議形式)

部組織に注目し，実験的ならびに計算的研究成果について

主催(公社)日本金属学会東海支部

基礎的な観点から討論し，高温材料の長寿命化・高強度化(一社)日本鉄鋼協会東海支部のための原理・原則を改めて見直すことを目的としていま

共催

名古屋大学工学研究科附属材料バックキャストテ

す．今回は 3 名の講師の方々および世話人から話題提供いクノロジー研究センター，名古屋大学未来社会創ただいた上で，活発な議論を行いたいと考えております．

造機構(代表世話人マテリアルイノベーション研究所(予定

物質・材料研究機構 澤田浩太)

を含む)
協

賛

(公財)本多記念会

プログラム
1300～1305

2021年11月 2 日(火)1300～1650

場所

オンライン開催

参加費

開会の挨拶
合金状態図計算法の現在と未来
豊田理化学研究所

無料

プログラム

【基調講演】(本多光太郎記念講演)
1305～1415

日時

フェロー 大谷博司

1300～1305

開会挨拶

物質・材料研究機構 澤田浩太

1305～1335

基調講演「セラミックス/金属異材接合【特別講演】(湯川記念講演)
1415～1515 「 ベ イ ナ イ ト の 魅 力―ハイブリッドスラスタ開発―」― Nanocrystalline

bainite の可能性―」
九州大学

1515～1530

基調講演

1335～1405
教授 高橋

―休憩―

弘前大学 佐藤裕之

1530～1630 「材料強靭化原理の新展開
名古屋工業大学

基調講演

1405～1435―新規高機能性

構造材料開発への挑戦―」
教授 萩原幸司

無料

定員「バルクナノメタルの特異な変京都大学 

形特性」

伸泰

休憩

1435～1445｢配向制御した MAX 相セラミックス焼結

1445～1505

総合討論および閉会の挨拶

北海道大学 池田賢一

体の力学特性」｢ZrSi2 基耐酸化コーティング材料の現状」

1505～1525

参加費「クリープ曲線の形のはなし―

固溶強化合金を中心として―」学【特別講演】(湯川記念講演)

1630～1700

宇宙航空研究開発機構 佐藤英一

東北大学 関戸信彰

最大150名程度｢炭素鋼の長時間クリープに伴う組織変化」

1525～1545

参加申込締切 年月日(水)参加申込・問合先

物質・材料研究機構 澤田浩太

｢マグネシウム基合金の高温変形挙動」

1545～1605

富山県立大学 鈴木真由美

件名に「本多湯川申込み」と題記し，本文中にお名前，ご所属，連絡先( E mail )をご記入の上，｢耐熱アルミニウム合金の改良設計と積層

1605～1625

下記メールアドレス宛にお申し込み下さい．

造形」｢チタン合金の室温クリープにおける転位

1625～1645

すべりと加工硬化」

九州大学 光原昌寿

1645～1650

閉会挨拶

九州大学 光原昌寿

参加申込方法 氏名，◯

10月25日(月)の1700までに，◯

日本金属学会・日本鉄鋼協会東海支部事務局
 0527893372

名古屋大学 高田尚記

Email: tokai＠numse.nagoya-u.ac.jp
 E
所属，◯
mail アドレスを下記申込先までご連絡願います．
申込・問合せ先

物質・材料研究機構
ットフォーム

構造材料試験プラ

猿田真美子

Email: saruta.mamiko＠nims.go.jp



本 会 記 事◇滋賀県立大学工学部ガラス工学研究センター
教員公募◇〈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(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

公

講師名

教育研究組織

工学部

ガラス工学研究センター(寄付講座)

(工学部

材料科学科

野
専門分野

セラミックス材料分

兼務)

ガラス，スラグ，マグマ，セラミックス，無機固
体など

担当科目

募

化学実験，材料科学実験，物理化学や計算材料科
学に関する演習など◇2021年度 後期公募 求人公募広告◇
国立研究開発法人物質・材料研究機構
定年制職員(正職員)公募
公募人数

募集人員

研究職

応募資格

( 1 ) 博士の学位を有するか，着任時までに取得見込であること( 2 ) ガラス，セラミックス，スラグ，マグマ，
無機固体，界面化学，計算材料科学(無機材料関係)のうち，何れかの分野で研究実績を

物質・材料一般(分野不問)有すること

数名(女性枠あり)
分野指定公募各 1 名(2 分野)( 3 ) ガラスの製造または長期耐久性に関連するエンジニア職

基礎物性に興味を持ち，これらについて基礎分野指定公募各 1 名(2 分野)

科学的な視点から研究に取り組めること

専門分野( 4 ) 教育，地域連携，大学運営に関する業務に研究職も意欲的に取り組めること

 物質・材料一般(材料工学(構造材料を含む)，応用物性◯

着任時期

2023年 4 月 1 日までのできるだけ早い時期

学，材料化学，材料データ科学，他，物質・材料に関す

任

3 年(再任制度あり)る研究であれば分野を問わない．特に，以下を専門とす

応募方法

期

https: // www.usp.ac.jp / campus / kyouin _ koubo /る応募者を歓迎(量子マテリアル，金属材料，蓄電池材に記載．

料，人工知能材料，テラヘルツ材料，データ科学，有機「研究者人材データベース( JREC IN )」 https: // 物質・材料一般(女性のみ
材料，バイオ関連材料))，◯jrecin.jst.go.jp/にも登録しています．

 水素製造用材料技術，◯
 磁気冷凍技術の開応募可)，◯

応募締切 年月日(月)必着

発と応用

書類提出先・問合せ先〒5228533 滋賀県彦根市八坂町2500

エンジニア職 IT インフラエンジニア◯

公募締切 IT サービスエンジニア◯

滋賀県立大学工学部センター長

年月中旬

松岡

ガラス工学研究センター
純

業務(研究)内容，応募資格，応募方法などの詳細は当機構の

 0749288365

ホームページを参照．

Email: matsuoka.j＠mat.usp.ac.jp

https: / / www.nims.go.jp / employment / permanent-researcher.html

問合せ先〒3050047 茨城県つくば市千現 121

九州工業大学 大学院生命体工学研究科
生体機能応用工学専攻 教員募集

国立研究開発法人物質・材料研究機構
人材部門

人材開発室

 0298592555

募集人員

准教授名(テニュアトラック)Email: nims-recruit＠nims.go.jp

専門分野

セラミックス(無機材料)あるいは金属材料を基盤とした生体材料科学分野

締切り日 年月日(金)まで
問合先

九州工業大学

大学院生命体工学研究科

生体機能

応用工学専攻宮崎敏樹

Email: tmiya＠life.kyutech.ac.jp

https: // www.kyutech.ac.jp / archives / 001 / 202108 / 211015 _seimeitai.pdf
https: / / jrecin.jst.go.jp / seek / SeekJorDetail?fn ＝ 3&id ＝D121080253&ln_jor＝0

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan




集

会
◇レアメタル研究会◇

■主 催
■主宰者
■協 力
■共 催

レアメタル研究会
東京大学生産技術研究所 教授 岡部 徹(一財)生産技術研究奨励会(特別研究会 RC40)
東京大学マテリアル工学セミナー
レアメタルの環境調和型リサイクル技術の開発研
究会
東京大学生産技術研究所持続型エネルギー・材料
統合研究センター
東京大学生産技術研究所非鉄金属資源循環工学寄付研究部門(JX 金属寄付ユニット)■協 賛 (公社)日本金属学会 他■参加登録・お問合わせ
岡部研 レアメタル研究会事務担当 宮嵜智子(tmiya＠iis.u＠tokyo.ac.jp)■第98回

2021年11月 5 日(金) 1400～
An 棟 2F コンベンションホール
リ ア ル 講 演 会 ＋ 講 演 の ネ ッ ト 配 信 ( Zoom Webinar &YouTube)のハイブリッド研究会★チタン関係シンポジウム★(合同開催)
テーマチタンの現状，将来
午後 200～
司会 東京大学 生産技術研究所 非鉄金属資源循環工学寄付研究
部門 特任教授 岡部 徹
講演(各30分＋5 分質疑応答)(敬称略)※講演順は暫定．変更する可能性あり※
日本チタン学会とチタンの将来展望(仮)日本チタン学会会長 大阪大学特任教授・東北大学名誉教授 新家光雄
中国におけるチタン業界の状況と，私が取り組んでいるチ
タン研究
東北大学大学院 工学研究科 教授，北京科技大学 教授 朱 鴻民
当社における金属チタン関連技術開発の取り組み(仮)東邦チタニウム株式会社 執行役員 技術本部 技術開発センター所長 堀川松秀
～休憩～
司会 東京大学 生産技術研究所 非鉄金属資源循環工学寄付研究
部門 特任講師 大内隆成
当社におけるチタン及びチタン合金粉末事業と技術開発の取り組み
株式会社大阪チタニウムテクノロジーズ 顧問 大橋善久
チタンを含む金属 3D プリンティングの現状と，私が取り組んでいるチタン研究(仮)大阪大学大学院 工学研究科 マテリアル生産科学専攻 教授 中野貴由
トヨタ燃料電池の技術革新による進化とチタンへの期待
トヨタ自動車株式会社
開発部

トヨタ ZEV ファクトリー商用 ZEV 製品

FC スタック開発室

チーフプロフェッショナルエンジニア(CPE) 水野誠司
午後 600～
研究交流会・意見交換会(←Web での開催を企画予定)■関連シンポジウム 2021年11月26日(金) 1400～
An 棟 2F コンベンションホール での開催に変更
リ ア ル 講 演 会 ＋ 講 演 の ネ ッ ト 配 信 ( Zoom Webinar &YouTube)のハイブリッド研究会★日本学術会議 材料工学委員会・総合工学委員会・環境学委員会との合同シンポジウム★



テーマSDGs
日本学術会議公開シンポジウム「なぜ SDGs? ―資源・材料循環における SDGs―」■第99回

2022年 1 月 7 日(金)1400～
An 棟 2F コンベンションホール
リ ア ル 講 演 会 ＋ 講 演 の ネ ッ ト 配 信 ( Zoom Webinar &YouTube)のハイブリッド研究会★貴金属シンポジウム(第 9 回)＋新年会★(合同開催)
テーマ貴金属の製錬・リサイクル
午後 200～
例年どおり，貴金属の製錬・リサイクル技術に関する講演を行う予定※詳細は未定 ※■第100回

2022年 3 月11日(金)1400～
An 棟 2F コンベンションホール
リ ア ル 講 演 会 ＋ 講 演 の ネ ッ ト 配 信 ( Zoom Webinar &YouTube)のハイブリッド研究会
テーマ非鉄業界における研究や教育(人材育成)に関する未来
午後 200～★第100回記念講演会
非鉄分野の将来を担うホープが夢を語る★
司会 東京大学 生産技術研究所 非鉄金属資源循環工学寄付研究
部門

特任教授

東京大学大学院

工学系研究科

システム創成専攻教授

所

千晴
講演(各25分＋5 分質疑応答)(敬称略)国境を飛び越える製錬技術の面白さ， Umicore が取り組
む非鉄人材育成(仮)Umicore, Corporate Research & Development,
Associate Scientist (Recycling & Extraction Technologies)

八木良平
高効率エネルギー利用と資源循環に向けたコトづくりと人東京大学 生産技術研究所 講師 大内隆成
づくり(仮)
国内外環境変化と非鉄金属，そして研究者としての役割と夢～韓国の非鉄金属分野の事例を中心として～(仮)Principal Researcher, Korea Institute of Geoscience and Mineral
Resources (KIGAM),
Associate Professor, University of Science and Technology, Korea

Jungshin Kang
非鉄分野における研究者としての夢とロマン(仮)九州大学大学院 工学研究院 材料工学部門 准教授 谷ノ内勇樹
希土類金属製錬学の体系化と展望(仮)東北大学大学院 工学研究科 金属フロンティア工学専攻 准教授 竹田 修
私が追い求めてきた夢とロマン(仮)東京大学 生産技術研究所 教授 岡部 徹
総合討論・意見交換
モデレーター 東京大学 生産技術研究所 特任教授 黒川晴正
東京大学 生産技術研究所 シニア協力員 中村 崇
午後 600～
研究交流会・意見交換会＊レアメタル研究会ホームページ＊
https://www.okabe.iis.u-tokyo.ac.jp/japanese/rc40_j.html

本 会 記 事

助

成
問合せ先

◇一般財団法人熱・電気エネルギー技術財団
2021年度第29回研究助成テーマ募集◇

事務局

五十嵐

 0335037722

当財団では下記の研究助成の募集を行います．


一般財団法人熱・電気エネルギー技術財団
FAX 0335037799%

Email: info＠teet.or.jp

通常募集(100万円×10名，総額1000万円)※詳細は当財団のホームページをご覧下さい．

対象分野

http://www.teet.or.jp/

 新水素エネルギー技術(常温核融合，凝集系核科学及びそ◯れらから派生した技術)
 熱電変換素子技術◯
 熱エネルギー貯蔵技術◯ 熱・電気エネルギーに関するシステム技術◯

特別募集(300万円×2 名，総額600万円)

対象分野一般募集に同じ
募集期間2021年 8 月23日～2021年10月25日
決定時期2021年12月10日(助成対象者目録贈呈式あり)

◇

◇

◇

【お詫びと訂正】
まてりあ60巻 9 号付録秋期講演大会プログラム(冊子版)において，下記の箇所の記載に誤りがございました．
◇ 8 頁「公募シンポジウム S3ハイエントロピー合金の材料科学(VI)」テーマ責任者の co-chairs
正しくは，「京大

乾

晴行

東北大

古原

忠

京大

辻

伸泰

阪大

尾方成信

名大

小山敏幸」

◇44頁講演 No. J4 の共同研究者
正しくはInst. Mater. Res., Tohoku Univ

〇Chandiran ElangoInst. Mater. Res., Tohoku Univ, National Inst. Mater. Sci., Japan
Inst. Mater. Res., Tohoku Univ

Miyamoto Goro

Furuhara Tadashi◇44頁講演 No. J5 の共同研究者
正しくはDepartment of Materials Science and Engineering, Kyoto University,
Elements Strategy Initiative for Structural Materials (ESISM), Kyoto University,
Department of Materials Science and Engineering, UC Berkley 〇Chong Yan
Department of Materials Science and Engineering, Kyoto University

Gholizadeh Reza

Department of Materials Science and Engineering, UC Berkley

Zhang Ruopeng

Department of Materials Science and Engineering, UC Berkley

Minor Andy

Department of Materials Science and Engineering, Kyoto University,
Elements Strategy Initiative for Structural Materials (ESISM), Kyoto University

Tsuji Nobuhiro◇54頁講演 No. 355 の共同研究者
正しくはWPI-Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University,
Department of Materials Science and Engineering, Tohoku University〇Demirskyi Dmytro

National Institute for Materials Science, NIMS, Tsukuba

Nishimura Toshiyuki

National Institute for Materials Science, NIMS, Tsukuba

Vasylkiv Oleg

Department of Materials Science and Engineering, Tohoku University

Yoshimi Kyosuke

以上，お詫びして訂正させて頂きます．申し訳ございませんでした．

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文Vol. 85, No. 10（2021）

Kazuki Endoh, Seiichiro Ii, Yuuji Kimura, Taisuke Sasaki,
Sota Goto, Takeshi Yokota and Takahito Ohmura―レビュー―
マグネシウム蓄電池用電解液の発展と今後の課題
八木俊介

―論

文―

拡張オーステナイト相の窒素濃度プロファイルが摩耗
半田祥樹 アブラハペトロス
速度に与える影響
2 元系マグネシウム合金の粒界偏析計算と底面集合組
織および室温成形性との関係調査
城

秀幸

鈴木一孝

黄 新
小山敏幸

塚田祐貴
千野靖正

Alloy 625 の圧延に伴う電気抵抗率とビッカース硬さ，組織の変化の比較
永田知裕

竹田康平

足立大樹

石川和宏

Effects of Grain Boundary Geometry and Boron
Addition on the Local Mechanical Behavior ofInterstitial-Free (IF) Steels

宮嶋陽司

Materials Transactions 掲載論文
Vol. 62, No. 10（2021）―Regular Article―
Materials Physics

Theoretical Approach for Long-Ranged Local
Lattice Distortion in Al-Rich AlX (X＝H～Sn)
Disordered Alloys by Kanzaki Model Combinedwith KKR Green's Function Method
Mitsuhiro Asato, Chang Liu, Nobuhisa Fujima andToshiharu Hoshino

Effects of B2O3 and CaO/Al2O3 on Structure ofShou-lin Huang, Ting Wu,
Al2O3
B2O3 System
CaO

Materials Chemistry

Numerical Simulation of Tribocorrosion of CoCr
Alloy and Ti with Galvanic Coupling in Simulated
Body Fluid
Sayaka Miyabe, Norifumi Fujii and Shinji Fujimoto

Recovery of Palladium and Platinum Particles
CaO
SiO2 Slag Using
Suspended in the Al2O3
Copper-Based Extractants at 1723 K
Takashi Murata and Katsunori Yamaguchi

Combined Effect of Gas Blow Induction Heating
Nitriding and Post-Treatment with Fine Particle
Peening on Surface Properties and Wear
Resistance of Titanium Alloy
Shogo Takesue, Shoichi Kikuchi, Yoshitaka Misaka,
Tatsuro Morita and Jun Komotori

Development of a Powder Wettability Evaluation
Technique by Analyzing the Increase in Internal
Pressure due to Capillary Suction of Closed
Effect of Powder-Bed-Preparation
Powder Bed 
Method and Powder Surface Area Estimation
Takamasa Mori, Keita Ohno,
Method
Takumi Suzuki, Hiroshi Satone and JunIchiro Tsubaki

Negligible Temperature Dependence of Nitrogen
Chromium Alloys at
Solubility in Molten Silicon
Middle Composition Range
Sakiko Kawanishi, Shogo Hachinoda and Hiroyuki Shibata

Wettability of Pure Metals with Liquid Sodium
Jun-ichi Saito, Yohei Kobayashi andand Liquid Tin
Hideo Shibutani

Jie Lei, Hui Kong, Hai-chuan Wang and Zheng-wei Yu
Microstructure of Materials

Soft X-ray XAFS Analysis of Cluster Formation
Mg
Si
Behavior during Natural Aging on an AlAlloySerina Tanaka, Hiroki Adachi and Takehiro Nonomura

Immobilization of Silver Nanoparticles on the Surface of Cellulose Nanofibers Using High-Pressure
Wet-Type Jet Mill
Mitsuaki Furutani, Eiji Fujii and Kota Ogura

Effect of Different Concentrations of Nano-Cubic
Boron Nitride on the Preparation of TiO2/Ti/Fe
Composite Materials by Thermal Sprayed andMicro-Arc Oxidation
Chang-Chiun Huang, Huang-Ming Li, Sheng-Yuan Lin andDong-Han Li
Mechanics of Materials

Effect of Plastic Anisotropy on Ironing Formability of 3104 Aluminum Alloy Hard Sheets

Reduction of Titanium Dioxide to Metallic Titanium by Thermal Decomposition via Titanium DisulIchiro Seki
fide
Cobalt Alloying Effect on Improvement of Ni/YSZ
Anode-Supported Solid Oxide Fuel Cell Operatingwith Dry Methane
Nicharee Wongsawatgul, Soamwadee Chaianansutcharit,
Kazuhiro Yamamoto, Makoto Nanko and Kazunori Sato
Materials Processing

Evaluation of Porosity in Gas-Atomized Powder by
Synchrotron X-ray CT and Investigation of theEffect of Gas Species
Noriharu Yodoshi, Takahide Endo and Naoya Masahashi

Influence of Chunky Graphite on Fatigue Crack
Propagation Characteristics in Heavy Section
Spheroidal Graphite Cast Iron
Kohei Wakamatsu, Naoto Shiraki and Ryosuke Fujimoto

Yuji Inoue and Masahiro Yamaguchi



本 会 記 事Interface Formation Mechanism of Cemented Carbide Dipped in Molten Cast Iron

Engineering Materials and Their Applications

Effect of Glass Composition on Sinterability of
Copper Terminal Paste for Multilayer Ceramic
Capacitors

Akihiro Shibata, Mamoru Takemura, Mitsuaki Matsumuro
and Tadashi Kitsudo

Nobuo Nishioka, Yui Hosono, Sohei Sukenaga,
Noritaka Saito and Kunihiko Nakashima

Effects of Reduced Pressure and Casting Design
on Mold Filling in Expendable Pattern Casting
Process of Thin Wall Aluminum Alloy Castings―Current Trends in Research―
Advanced Electron Microscopy for Materials
Zentaro Akase, Mitsuaki Higo,
Science

Sadatoshi Koroyasu

Spot Forge-Welding for Rapid Dissimilar Joiningof Fe to Al to Produce an Intermetallic CompoundHideki Yamagishi
Free Interface

Keiko Shimada, Takafumi Sato, Hideyuki Magara,
Daisuke Shindo and Nobuhiko Ohno
Announcement

◇

◇

◇

～日本金属学会誌，Mater. Trans. へ投稿しませんか～◎日本金属学会誌および Mater. Trans. は，会員，非会員問わず投稿することができます．
掲載論文充実化のため，レビュー，オーバービュー，技術論文など多くの種別を取り入れております．
会誌の投稿・掲載費用は無料です．
詳細は，本会ホームページ

会誌

→

or

Mater. Trans. のページをご覧下さい．

皆様のご投稿をお待ちしております．

◇

◇

◇

まてりあ第巻号〔受賞者紹介〕［金 属 素 描］タンタル〔最近の研究〕人工股関節用 b Ti 合金ステムの研究開発……………………………東北大名誉教授 花田修治
高圧巨大ひずみ加工によるバルク状 Si および Ge
半導体のナノ結晶化と準安定相創成………………………………………九大 生駒嘉史

予告〔新 進 気 鋭〕結晶学・運動学に基づいたレンズマルテンサイトの組織解析 …………………………東工大 篠原百合
〔まてりあ60巻記念企画〕―他――編集の都合により変更になる場合がございます―(2021年 7 月21日～2021年 8 月20日)

正

員

城戸竜太
学

生

公益財団法人広島市産業振興センター

松本

茨城大学

剛

松本工学株式会社

山本祐治

株式会社アイシン

梅田岳昌
林田
大

東北大学

吉野哲生

東京大学

唐

東北大学

員

新井嗣人
石田雄士

東京大学

熊本大学

外国学生会員

李

炯録

東北大学

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

国剣




行
開催日

事

カ

名称・開催地・掲載号


年月
第 7 回統合的先端研究成果発表会(ハイブリッド
5
開催)


7～8

第 18 回ヤングメタラジスト研究交流会( Web 開催)(9 号600頁)
第 14 回トライボロジー入門西日本講座( Web 開
催)

レ

ン

主催
軽金属奨学会

関東支部

ダー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

TEL 0662713179
lmfoundation＠nifty.com
http://www.lm-foundation.or.jp/
masuda＠material.t.u-tokyo.ac.jp

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926 jast＠tribology.jp
ジー学会
http://www.tribology.jp/
日本材料学会TEL 0534781035
sakaida.yoshihisa＠shizuoka.ac.jp
http://www.jsms.jp/

7～8

第55回 X 線材料強度に関するシンポジウム(Web
開催)

8
12～15

第 72 回白石記念講座 進化するポリマー―自動車における金属材料との共存共栄―(Web 開催)
ADMETA Plus 2021(Advanced Metallization
Conference 2021: 30th Asian Session)(Web 開催)

応用物理学会

12～13

第 8 回フラクトグラフィ講習会(京都・ Web 開催)

日本材料学会

12～15

第 7 回材料 WEEK(京都)日本材料学会

13～14

締切

9.24
講演
7.23

第38回初心者のための疲労設計講習会(京都)

日本材料学会TEL 0336695933 educact＠isij.or.jp
https://www.isij.or.jp/
TEL 0358217120
jimukyoku＠admeta.org
http://www.admeta.org/
TEL 0757615321 jimu＠office.jsms.jp
http://www.jsms.jp/
TEL 0757615325 jimu＠office.jsms.jp
http://www.jsms.jp
TEL 0757615321 jimu＠office.jsms.jp
http://www.jsms.jp/

定員
60名

13～14

第49回日本ガスタービン学会定期講演会(福岡)15

第 87 回 塑性加工技術フォーラム「ものづくり
現場における AI ・ IoT 技術活用の動向と今後の展望」(Web 開催)

日本ガスタービン TEL 033365
0095 gtsj-office＠gtsj.org
学会
http://www.gtsj.org/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
他

定員
60名

18～20

第62回高圧討論会(姫路)19～20

ALC'21 Online (13th International Symposium on
Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices, Online)(Web 開催)

21

第343回塑性加工シンポジウム「マルチマテリア
ル化における接合技術の最前線」(Web 開催)
日本銅学会第61回講演大会(Web 開催)

日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

25～27

第 42 回日本熱物性シンポジウム(北大 or Web 開催)

日本熱物性学会

25～27

第 42 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(浜松)26

第 233 回研究会/第 92 回ナノマグネティックス専
門研究会「磁気記録技術の最近の研究動向」(Web 開催)

TEL 0862518046
jstp＠okayama-u.ac.jp
http://jstp-symp.org/symp2021/index.html
超音波エレクトロ TEL 042
4435166
ニクス協会
h.nomura＠uec.ac.jp
日本磁気学会TEL 0352810106
https://www.magnetics.jp/event/topical_
233/

26～28

第68回材料と環境討論会(Web 開催)

腐食防食学会27～29

トライボロジー会議2021

27～29

第57回熱測定討論会(Web 開催)

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926 jast＠tribology.co.jp
ジー学会
http://www.tribology.jp/
日本熱測定学会
TEL 0358217120
netsu＠mbd.nifty.com
http://chem.ru.dendai.ac.jp/jccta57/

27～29

第50回結晶成長国内会議(JCCG50)(Web 開催)

29～30

第72回塑性加工連合講演会(Web 開催)

23～24

2 ～19

3～5
3～6

4～5



TEL 07056587626
touronkai62＠highpressure.jp
http://www.highpressure.jp/new/62forum/
日本表面真空学会 TEL 033812
0266 office＠jvss.jp

日本高圧力学会

秋

松江(Web 開催)年月

研究集会「第二回状態図・計算熱力学研究会」(Web 開催)(9 号600頁)
日本鉄鋼協会

研究集会「高温材料の変形と破壊研究会」(Web
開催)(本号676頁)
第419回講習会「高精度高能率加工を支えるオン
マシン/インプロセス計測技術～基礎から最先端
研究動向・最新の活用事例まで～」(Web 開催)

日本銅学会

9.30

web 参加
10.8

定員
80名

TEL 0368030587
dougakkai＠copper-brass.gr.jp
https://www.copper-brass.gr.jp/
事前参加
9.10

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

日本結晶成長学会 TEL 070
50473339 jccg-50＠jacg.jp
https://www.jacg.jp/jp/event/2021/jccg-50/
日本塑性加工学会 TEL 033435
8301
http://www.jstp.or.jp/
研究会 No. 85
研究会 No. 83

abe.taichi＠nims.go.jp

TEL 0527893372
tokai＠numse.nagoya-u.ac.jp
精密工学会
TEL 0352265191
https://www2.jspe.or.jp/form/koshukai/
koshukai_form.html
日本表面真空学会 TEL 033812
2021年日本表面真空学会学術講演会(Web 開催)
0266 taikai2021＠jvss.jp
https://www.jvss.jp/
The 16th International Symposium on Advanced 日本実験力学会・ TEL 0253689310
Science and Technology in Experimental 小林(新潟大)
office-jsem＠clg.niigata-u.ac.jp
Mechanics(Vietnam)
http://isem16.imech.ac.vn/
第172回塑性加工学講座「板材成形の基礎と応用 日本塑性加工学会 https://www.jstp.or.jp
他～基礎編～」(Web 開催)

定員
150名

定員
80名

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先

4～6

ICMaSS2021持続性社会のための材料とシステムに関する国際会議2021(Web 開催)

5, 26

第98回レアメタル研究会関連シンポジウム(東京＋ネット配信)(本号678頁)

5～6

第57回 X 線分析討論会(福岡大)82021 年度溶接工学企画講座 ～産業分野のものづくりのトレンド～「自動車関連材料の溶接・接合技術自」～(Web 開催)

9

2021年度 溶接工学専門講座 溶接疲労強度評価の基礎と応用(Web 開催)

溶接学会

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

10

日本希土類学会第39回講演会(横浜)日本希土類学会

12

ものづくりにおける最新の DX/DT～溶接・接合技術への展開～(東京)＋(Web 開催)
第242回西山記念技術講座 最近の電気炉技術の進歩―平成30年間を振り返る―(Web 開催)

日本溶接協会TEL 0668797352
kidorui＠chem.eng.osaka-u.ac.jp
http://www.kidorui.org/lecture.html
TEL 0358236324
http://www.jwes.or.jp/

12
12～14
13

創 立 70 周 年 記 念 軽 金 属 学 会 第 141 回 秋 期 大 会(Web 開催)
日本機械学会関東支部山梨講演会(山梨大)ICMaSS2021 未 TEL 0525813241
来材料・システム icmass2021＠intergroup.co.jp
研究所
http://www.icmass.imass.nagoya-u.ac.jp/
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 分 析 化 学 会 TEL 092
8716631(内線6218)
X 線 分 析 研 究 懇 xbun57＠fukuoka-u.ac.jp
談会
https://xbun.jsac.jp/conference/no57.html
溶接学会
TEL 0358254073
jws-info＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/

日本鉄鋼協会
軽金属学会

TEL 0336695933 educact＠isij.or.jp
https://www.isij.or.jp/
https://www.jilm.or.jp/

第247回塑性加工技術セミナー「いまどきの塑性
力学―基礎・測定・解析―」(Web 開催)

15～18

The 7th International Conference on the 粉体工学会
Characterization and Control of Interfaces forHigh Quality Advanced Materials (ICCCI2022)(富士吉田)



172021 年 度 本 多 光 太 郎 ・ 湯 川 記 念 合 同 講 演 会(Web 開催)(本号676頁)
第79回固体イオニクス研究会(Web 開催)

17～19

INCHEM TOKYO 2021(東京)22～24

第 20 回破壊力学シンポジウム(和歌山県西牟婁
郡)

25～26

第59回高温強度シンポジウム(Web 開催)

25～26

第173回塑性加工学講座「板材成形の基礎と応用～応用編～」(Web 開催)

25～26

電気加工学会全国大会(2021)(Web 開催)

28～12.2

The 9th International Symposium on Surface 日本表面真空学会 isss9＠jvssjp
Science (ISSS9)(高松)https://www.jvss.jp/isss9/
研究集会“微小領域の力学特性評価とマルチス 研究会 No. 82
micromech_jim＠nims.go.jp
ケールモデリング”2021(Web 開催)(9 号600頁)

30～12.1

シンポジウム「先進自動車製造技術における接合技術2021」(Web 開催)年月
経産省・文科省連携磁性材料・高効率モータープ
1
ロジェクト 「 MagHEM ・ ESICMM 合同成果報告会」(東京)

1～3

第48回炭素材料学会年会(那覇)1～3

EcoDesign2021(奈良)

8 ～10

第47回固体イオニクス討論会(徳島)

9 ～10

第36回分析電子顕微鏡討論会(Web 開催)

ま て り あ 第60巻 第10号(2021)
Materia Japan

事前
11.11

日本機械学会関東 TEL 055
2208434
支部
ydc2021-tr＠yamanashi.ac.jp
http://society.me.yamanashi.ac.jp/jsme/
2021/

15




締切

日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

定員50名

http://ceramics.ynu.ac.jp/iccci2022/index.
html
iccci2022＠ynu.ac.jp

tokai＠numse.nagoya-u.ac.jp
https://jim.or.jp/INFO/pdf/info_501.pdf
日本固体イオニク TEL 092
8026967
ス学会
proton＠ifrc.kyushu-u.ac.jp
化学工学会，日本 TEL 033434
1988 INCHEM＠jma.or.jp
能率協会
東海支部

TEL 0757615321 jimu＠office.jsms.jp
http://www.jsms.jp/
日本材料学会TEL 0757615325 jimu＠office.jsms.jp
http://www.jsms.jp/
日本塑性加工学会 https://www.jstp.or.jp

参加
11.10

日本材料学会

電気加工学会

定員80名

zaikawa.kouichi＠fitc.pref.fukuoka.jp
TEL 0936910260
http://www.jseme.or.jp/

溶接学会軽構造接 TEL 075
3158472 jaaa＠secretari.jp
合加工研究委員会 https://jaaa.secretari.jp/reg2021/guide/index.html
経済産業省(次世 TEL 029
8513354(内線3725)
代自動車向け高効 HIROSAWA.Satoshi＠nims.go.jp
率モーター用磁性材料技術開発)TEL 0353896359
tansodesk＠bunken.co.jp
http://www.tanso.org/contents/event/conf2021/index.html
エコデザイン学会 ecodesign2021_secretariat＠ecodenet.com
連合
http://ecodenet.com/ed2021/
炭素材料学会

日本固体イオニク TEL 088
6567577
ス学会
nakamura.o.koichi＠tokushima-u.ac.jp
https://www.ssi-j.org/symp/ssij47/index.
html
日本顕微鏡学会
TEL 0117066768
bunseki＠eng.hokudai.ac.jp
https://bunseki-denken.eng.hokudai.ac.jp/

11.30




開催日

名称・開催地・掲載号

主催

9 ～10

2021年度 溶接入門講座～新入社員・構造部材設計技術者のための～(Web 開催)

溶接学会

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

9, 10, 16

2021年度計算力学技術者(CAE 技術者)1・2 級の認定試験

日本機械学会

9 ～10

第 20 回キャビテーションに関するシンポジウム(Web 開催)

日本学術会議 第三 部 ( 予 定 ) 第 20
回キャビテーションに関するシンポジウム実行委員会

TEL 0343357616
caenintei＠jsme.or.jp
http://www.jsme.or.jp/cee/
TEL 0222175229(直通)cav20-sendai＠grp.tohoku.ac.jp
http://www.ifs.tohoku.ac.jp/cfs/cav20/
index.html

10

第24回生体関連セラミックス討論会(京大)11～12

第 33 回信頼性シンポジウム― 安心・安全を支える信頼性工学の新展開 ―(富山)13～17

Materials Research Meeting 2021(MRM2021)(横浜)

日本セラミックス https://www.ceramic.or.jp/bseitai/symposi協会
um/24th_Symp.html
日本材料学会TEL 0757615321
RESYMPO2021＠office.jsms.jp
日本 MRSTEL 0362649071
info_mrm＠jmru.org
https://mrm2021.jmru.org/


年月
第99回レアメタル研究会(東大生産技研＋Web 開7催)(本号678頁)

8～9

第60回セラミックス基礎科学討論会(熊大)


年月
1 ～14
Mate2022 28th Symposium on ``Microjoining
and Assembly Technology in Electronics''(Web
開催)

年月
第 100 回レアメタル研究会(東大生産技研＋ Web
11開催)(本号678頁)


～


日本金属学会春期講演大会(東京大学駒場キャンパス)(予定)問合先締切

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
日本セラミックス kiso60＠chem.kumamoto-u.ac.jp
協会基礎科学部会 http://www.ceramic.or.jp/bkiso
スマートプロセス TEL 066879
7568 mate＠sps-mste.jp
学会他
http://sps-mste.jp/mate/

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


年月
第 18 回アルミニウム合金国際会議( ICAA18 )(富
4～8
山)

軽金属学会

http://www.icaa18.org/


～


日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp

日本金属学会秋期講演大会(福岡工業大学)(予定)

2021, 2022年度会報編集委員会
委員
長
副 委 員 長
委
員

竹田
修
田中秀明
池尾直子
大野直子
小嶋隆幸
齊藤信雄
鈴木真由美
塚田祐貴
徳永透子
袴田昌高
松垣あいら
盛田元彰
横井達矢

石川史太郎
岡田周祐
小畠淳平
篠原百合
田辺栄司
寺本武司
長岡
亨
本間智之
宮崎秀俊
山本剛久
李
誠鎬

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日
発行所



井田駿太郎
川西咲子
小柳禎彦
佐々木秀顕
島克利
圓谷貴夫
豊木研太郎
春本高志
眞山
剛
山崎由勝

2021年 10 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

行
刷
売

(五十音順，敬称略）

植木洸輔
木口賢紀
小山元道
佐藤豊人
高山直樹
寺西
亮
永井
崇
藤井
進
三井好古
山中謙太

宇部卓司
北村一浩
齊藤雄太
芹澤
愛
堤
祐介
轟
直人
長谷川 誠
松本洋明
諸岡
聡
吉年規治

大塚
誠
國枝知徳
近藤亮太
鈴木賢紀
趙
研
土井康太郎
永瀬丈嗣
松浦昌志
宮部さやか
山本知一

定価,円(本体,円＋税)送料円
人
所
所

山村英明
小宮山印刷工業株式会社
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

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1

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2

2021年 10 月 1 日発行「まてりあ」