日本金属学会会報

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58

Vol.58 No.3 ISSN 1340-2625

金属素描

異常粒成長による形状記憶合金の単結晶化

半導体の転位の新しい観察技術

先達からのお便り 平賀贒二（東北大学名誉教授）

春期講演大会プログラム（別冊付録）

MTERE2 58（3）131〜172（2019）https://jim.or.jp/

2019年 3 月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

2019

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

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

2019
Vol.58
No.3

巻頭記事

金属バットのテクノロジー …………………………………………………………………………131

金属素描

No. 2

最近の研究

サイクル熱処理による異常粒成長と銅系形状記憶合金単結晶の作製

ジルコニウム(Zirconium)

大森俊洋

草間知枝

喜瀬純男

木口賢紀 …………………………………………………135

田中豊延

荒木慶一

貝沼亮介…………………………………137

相変態を伴う冷却・加熱のサイクル熱処理で異常粒成長が発現．建築部材としての応用に向け，形状記憶合金の大型単結晶作製に成功

多光子励起フォトルミネッセンスを用いた GaN 結晶中の転位の非破壊・三次元観察 谷川智之 ………………………………………………………………………………………………144
多光子励起過程を利用して GaN 結晶の転位の三次元構造を非破壊で観察する手法を紹介．新しい転位観察技術として期待

新進気鋭

競合現象に着目した鉄鋼材料のミクロ組織解析

産官学交差点材料研究における AI・データ科学活用に向けた取り組み

先達からのお便り

趣味に生きる

スポットライト「ちゅうぞう」ってしってますか

唐田裕介 …………………………………………………158

はばたく

降伏現象への原子論的アプローチ

兵頭克敏 …………………………………………………159

学会・研究会だより

会議報告

研究所紹介

一般財団法人ファインセラミックスセンター

本会記事

会告 ………………………………………………162

新入会員 …………………………………………168

支部行事 …………………………………………166

追悼 ………………………………………………169

掲示板 ……………………………………………166

次号予告 …………………………………………169

会誌・欧文誌 3 号目次 …………………………167

行事カレンダー …………………………………170

小川登志男 ……………………………150
出村雅彦………………155

平賀 二 ………………………………………………………………………………156

19th International Microscopy Congress (IMC19)

栃木栄太 …………160

ナノ構造研究所平山

司 ………161

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http://jim.or.jp/
今月の表紙写真

銅系超弾性合金において，異常粒が亜結晶粒組織を掃きながら成長する様子．（大森俊洋
荒木慶一 貝沼亮介本号137頁図 3 より改編）

草間知枝

喜瀬純男

田中豊延

表紙デザイン北野玲

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6
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O

1

No. 2

ジルコニウム(Zirconium)
東北大学

木

口

賢

紀

元素名 Zirconium ，原子番号 40 ，質量数 91.22 g mol－1 ，電子配置[ Kr ] 4d25s2 ，密度 6.507 Mg ･ m－3 ( 293K)，結晶構造aZr 六方最密(～1143 K)，bZr 体心立方(1143～2128 K)，融点2128 K，沸点4650 K，地殻存
在量132 mg･g－1．
株 東洋サクセス 試料提供)．
【写真】(a) Kroll 法で製造されたスポンジ Zr，(b) ヨード法で製造された Zr，純度99.9(ジルコニウム( Zr )は遷移金属元素の一つで，地殻存在量に向けて 1950 年以降米国で実用化され，軽水冷却型発電用

は 132 mg ･g－1 と金属元素の中では 14番目に多い．ニッケル

原子炉の燃料被覆管や燃料集合体チャンネルボックス材料と(Ni)や銅(Cu)(0.01)の 2 倍，亜鉛(Zn)(0.004)の20倍の存在して利用されている．水による Zr の腐食への耐性が優れて量である．遅い中性子捕獲過程によって重い元素が合成されいるが， 1173 K 以上では乾食が進行して ZrO2 と水素ガスる赤色巨星(S 型星)をはじめ，太陽，月，隕石中にも Zr はが発生する問題が生じる．また，六方最密構造の a 相の底存在している． Zr の主原料であるジルコン( ZrSiO4 )は，主面に水素化物が析出しやすく被覆管が破損する可能性があにオーストラリアや南アフリカで毎年150万トン以上採掘さり，ピルガー式圧延法が用いられている．

れている．毒性がないことから環境に優しい元素であると言

高温下では酸化物や窒化物などの化合物を形成する．特える．ジルコンは宝石として古代から知られていたが，に，蛍石型構造をとるジルコニア( ZrO2 )は，アルカリ土類

1789年 Klaproth の分析により新元素を含むことが発見され酸化物や希土類酸化物を固溶することによって多形間の相変

た．低純度の金属は1824年に Berzelius が，高純度の金属は態を制御し，宝飾品・光通信(高屈折率)，歯科材料・工具・1925年に Arkel と Boer によりヨード法で得られている．現

耐火材(マルテンサイト型変態強化)，ジェットエンジンやタ

在，工業的にはチタンと同様クロール法で製造されている．

ービンブレードの遮熱コーティング材(耐熱性，化学的安定

金属 Zr は灰白色で光沢を示し，バルク状では表面に高密性)触媒・固体電解質(酸素イオン導電性)，電子材料(高誘電度の酸化物被膜を形成するため反応性が低い．フッ化物を除率)に加え，化粧品や制汗剤，食品包装材料など，社会の様

き無機酸や熱アルカリでも腐食しない．金属ハフニウム々な分野で活躍している．ジルコンを主成分とする砂状鉱物(Hf)と比べて，熱中性子の吸収断面積が小さいこと，a 型かジルコンサンドは，耐火材，炉の内張材，溶融金属用の巨大

ら b 型への相変態温度が大きく異なる点を除き，化学的性

取鍋，鋳型の製造に使われてきた．

質は両者で酷似しているため，Zr 化合物は 2程度の Hf を

このように， Zr は合金や化合物の形で多様なポテンシャ

含んでいる．金属 Zr の90以上が原子力発電に用いられてルを有しており，これからも様々な分野で期待される金属元いる．

素であろう．

Zr 合金には，ジルカロイと呼ばれる原子炉規格の材料，
Zr Fe 合金， Zr Cu 合金， Zr Al 合金， Zr Mg 合金などが知られる． Zr は，金属の中で最小の熱中性子吸収断面積を示し放射化しにくい性質を有することに加えて，機械的強度，耐食性，耐熱性にも優れ，1.5程度の錫(Sn)との合金であるジルカロイとして，熱中性子を使う原子炉の構造材料

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan文献( 1 ) 金属データブック改訂 4 版，日本金属学会，丸善(2004).
( 2 ) 馬淵久夫元素の辞典，朝倉書店(1994).
( 3 ) J. Emsley: The AZ of zirconium, Nature Chemistry, 6(2014),
254.

次号

金属なんでもランキング No. 2

密度公益社団法人日本金属学会への入会のおすすめ
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サイクル熱処理による異常粒成長と銅系形状記憶合金単結晶の作製
大 森 俊 洋1
草 間 知 枝2))喜 瀬 純 男1)

田 中 豊 延2
 貝 沼 亮 介3
) 荒 木 慶 一)

べて部材を大型化する必要がある．多くの場合，TiNi は直

.

は じ

め

に

径 3 mm 以下の線や管で利用されてきたが，建築・土木分野
では，おおよそ直径 10 mm 以上が必要と考えられる．施工

超弾性は形状記憶合金が有する機能のひとつで，弾性域以においては，TiNi 合金は塑性加工，切削加工や溶接が困難

上の変形を与えても除荷すれば元の形状に戻る性質である．

なため，他の部材との接合が問題となる．さらに，超弾性合応力の負荷・除荷に対して応力誘起マルテンサイト変態と逆

金は温度が上昇すると見かけ上の降伏応力(マルテンサイト

変態が可逆的に生じることに起因して超弾性歪が得られる．

変態誘起応力)が上昇するため，環境温度の変化や歪速度の通常，その歪量は数～ 10 程度である．この性質を利用

上昇により機械的性質が変動してしまう点も懸念される．

し，医療デバイス(ステント，ガイドワイヤー，歯列矯正ワ

著 者 ら は ， Cu Al Mn 超 弾 性 合 金 の 開 発 を 行 っ て きイヤー)や眼鏡フレームなどに利用されているが(1)，近年はた(6) ．図に Cu Al 10 at  Mn 縦断面状態図を示す(7) ． b

建築・土木分野での利用が検討されている(2) ． 1994 年ノー

相は BCC 構造であるが，A2/B2/L21 の規則変態を生じる．

スリッジ地震(カリフォルニア)，1995年兵庫県南部地震(阪一般に，特定の格子サイトに入る原子種が決まっている規則

神・淡路大震災)， 2011 年東北地方太平洋沖地震(東日本大合金は，バーガースベクトルが大きくなることや特定方向の震災)など，巨大地震により甚大な被害が生じたことは記憶

共有結合性が高くなることなどにより，延性に乏しい．形状に新しい．そこで，超弾性合金の大きな歪に対する原点復元

記憶合金・超弾性合金の多くが規則合金であり，延性の改善

能力や応力歪線図に現れるヒステリシスループに対応するは共通課題の一つである． Mn を 10 at 程度， Al 濃度を 17

エネルギー吸収能を利用し，超弾性合金部材を橋梁や建物のat  程 度 の Cu Al Mn 合 金 は L21 構 造 で あ る が ， 低 規 則

一部に用いることで，地震による建築・土木構造物の損傷を度，すなわち，決められた格子サイト以外に特定の原子種が抑制するための研究が世界的に行われている(3)(4)．実際，イ配置される割合が高く，比較的，不規則構造に近いために冷

タリアの歴史的建造物(2)やアメリカの高速道路橋(5)で TiNi

間加工性や切削加工性に優れる(8)．さらに b 相は 6layered

超弾性合金を使った試みがなされている．建築・土木分野で

monoclinic (6M )構造などのマルテンサイト相に変態し，超の超弾性合金の適用における障害のひとつは材料コストであ弾性を示す．優れた加工性と超弾性を活かし，薄板を曲げ加る．超弾性合金は鋼材に比べて高価であり，安価な超弾性合

工した形状から成る巻き爪矯正器具を実用化した(9)(10) ．ま金の開発が望まれる．また，従来の超弾性合金の適用例に比た， Cu Al Mn 合金の大きな特徴は，変態誘起応力の温度

東北大学大学院工学研究科金属フロンティア工学専攻1)准教授 2)大学院生(現東芝) 3)教授(〒9808579 仙台市青葉区荒巻字
青葉 6
602)
株式会社古河テクノマテリアル特殊金属事業部1)技術開発課課長 2)技術開発課担当課長
名古屋大学大学院環境科学研究科都市環境学専攻 教授
Abnormal Grain Growth Induced by Cyclic Heat Treatment and Fabrication of CuBased Shape Memory Alloy Single Crystal; Toshihiro
Omori, Tomoe Kusama, Sumio Kise, Toyonobu Tanaka, Yoshikazu Arakiand Ryosuke Kainuma(Department of Metallurgy, Graduate School of Engineering, Tohoku University, Sendai. Special Metals Division, Furukawa Techno Material Co., Ltd.,
Hiratsuka. Department of Environmental Engineering and Architecture, Graduate School of Environmental Studies, Nagoya
University, Nagoya)
Keywords: abnormal grain growth, precipitation, shape memory alloy, superelasticity
2019年 1 月15日受理[doi:10.2320/materia.58.137]

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan




図1

CuAlMn の10 atMn 一定での縦断面状態図．

依 存性 が Ti Ni 合 金の 約 1 / 3 程度 と非 常に 小さ い点で ある(11)．
Cu Al Mn 合金で良好な超弾性を得るには，試料断面に対する結晶粒径を大きくする必要がある(12)．単結晶において最も理想的な超弾性挙動を示し，結晶粒が試料断面を貫通したバンブー構造においても単結晶に準ずる超弾性が得られるが，繰り返し疲労や粒界破壊の可能性を考慮すると単結晶が望ましい．しかし，ブリッジマン法やチョクラルスキー法
による単結晶製造は著しいコスト上昇を招く．薄板や細線では，正常粒成長した結晶粒が板厚や線径を貫通させることも

図2(a) サイクル熱処理の履歴．冷却速度，加熱速度はそれぞれ 3.3°
C / min, 10°
C /min. (b ) 900°
C24時
間等温熱処理後のミクロ組織．(c) 900°
C→500°C→ 800 °
Cサイクル熱処理後のミクロ組織．(d)900°
C→500°
C→900°
Cサイクル熱処理後のミクロ組織．( e ) 900 °C → 500 °C → 900°
C のサイクル熱処理を 5 回繰り返した後のミクロ組織．(オンライン
カラー)可能であるが，大型部材でバンブー構造や単結晶を得ることは不可能である．本研究では，“サイクル熱処理による異常
粒成長”という新しい現象を利用し， Cu Al Mn 合金の大900°
C から a＋ b 二相となる 500°
C に徐冷し， b 単相域である型単結晶部材の作製を行った．異常粒成長が生じる時の組織

800 °
C に徐加熱すると， 1 つの結晶粒が約 7 mm まで粗大化

変化を，EBSD(Electron Backscatter Diffraction)などを用することがわかる(図 2 (c ))．これは異常粒成長が生じたこいて観察し，異常粒成長の駆動力を明らかにした．その上でとを示している．最終加熱温度を 900 °
C にすると 5 mm ～ 22

異常粒成長により単結晶化する熱処理を考案し，長さ 70 cm

mm の大きな結晶粒組織となる(図 2 ( d ))．さらに 900 °Cとの超弾性棒材を作製することに成功した．このことにより，

500°
C間のサイクル熱処理を 5 回繰り返すと，さらに大きな

Cu Al Mn 超弾性合金を建築・土木用部材として利用可能

約50 mm の結晶粒が得られた(図 2(e))．

となった．これらの研究成果について紹介する．

少数の結晶粒が他の結晶粒に比べて高速で成長する異常粒
成長は，歪焼きなまし法や電磁鋼板などにおけるインヒビタ.

サイクル熱処理による異常粒成長ーを利用した手法が知られている．歪焼きなまし法は板や線などの単純形状の製品には適用できるが複雑形状の場合は適本 稿 で 紹 介 す る 実 験 に 用 い た 試 料 の 組 成 は Cu 17Al 

用が難しい．今回のサイクル熱処理法は形状の制約が無い点

11.4Mn ( at )である．図 1 に示す通り， 17 at  Al 付近のに利点を有する．また，インヒビターを利用した方法と異なCuAlMn 合金は高温では b 単相，低温では a＋b の二相とり，サイクル熱処理を繰り返せば何度でも異常粒成長が生じなる． a 相は FCC 構造である． b 単相域から冷却して a 相るため，原理的には作製できる結晶粒サイズに制限がない．

を析出させ，再び b 単相とすると異常粒成長が生じる(13) ．

このようなサイクル熱処理法はこれまでにあまり知られてい図にサイクル熱処理と異常粒成長組織を示す(14)．図 2(a)ないが，CuZn 合金(15)や FeCoCrMo 合金(16)においてもにサイクル熱処理の履歴を示した．サイクル熱処理を含まな類似の現象が報告されている．インヒビターの固溶により異い900°
C 24時間の等温保持をすると，b 相結晶粒径が最大で常粒成長が生じるなどと説明されているが，そのメカニズム

おおよそ 2 mm の均質な組織となる(図 2 ( b ))．しかし，はよくわかっていない．また，建築・土木用の単結晶部材と



最近の研究

して利用するには，少なくとも数百 mm 以上の長さが必要

900°
C→500°
C→900°C(図(a))の熱処理を行い，光学顕微鏡と想定されるため，結晶粒サイズを格段に大きくする必要がと EBSD で観察・解析した．図 3(b)は光学顕微鏡写真，図ある．そこで，サイクル熱処理法による異常粒成長のメカニ

3 ( c )と図 3 ( d )は，それ ぞれ ， EBSD によ り得た IPF ( In-

ズムを明らかにし，その上で大型単結晶を作製する手法を検verse Pole Figure)マップ，GROD(Grain Reference Orienta-

討した．

tion Deviation)マップである(17)．異常粒成長(AGG)してい

以下
る結晶粒が観察されており， GROD マップでは，約 3°.

異常粒成長の駆動力の方位差を有する微細な亜結晶粒が異常粒の右上領域と周囲粒界の移動速度は駆動力と粒界の易動度の積で近似するこ晶粒組織を認めることができる．一方，異常粒内部には亜結とができる．サイクル熱処理により生じる異常粒成長のメカ

晶粒が存在しない領域が広がっている．この結果により，こニズムを駆動力の観点から調査した結果を以下に紹介する．

の異常粒現象では，結晶粒界が亜結晶粒組織を掃いて移動し異常粒成長が生じているときのミクロ組織を調査するため，ていると推測され，亜結晶粒界エネルギーが異常粒成長の駆の結晶粒内に見られる．光学顕微鏡や IPF マップにも亜結

図3(a) 高温サイクルの熱処理履歴．冷却速度，加熱速度はそれぞれ3.3°
C/min, 10°
C/min．(b) (a)の熱処理後の光学顕微鏡写真，( c ) ( a )の熱処理後の IPF ( Inverse Pole )マップ．カラーは ND の方位を表している．( d )(a)の熱処理後の GROD(Grain Reference Orientation Deviation)マップ．(e) 低温サイクルの熱処理履歴．冷却速度，加熱速度はそれぞれ 3.3 °C / min, 10 °C / min ．( f) ( e )の低温サイクル 1 サイクル後と 5 サイクル後のGROD マップ．(g) 900°
Cからそれぞれ650°
C, 500°Cに冷却した時の b 相の GROD マップ．冷却速度は 3.3°C/min.

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

こと意味する．実験的にも 5 サイクルでより速い粒界移動動力になっていると考えられる．

速度となることが確認できている(17) ．なお，正確に粒界移従って，駆動力は以下により表すことができる．

DGtotal＝(

CsssVmCn Ca＋ s hV m
－
Rs
Rn Ra

)

(1)

動速度を決定するには至っていないが，現時点で，5 サイク
ル後に 8.7×10－5 m s－1(＝31 cm h－1)の値が得られている．

ss, sh は亜結晶粒と正常粒の粒界エネルギー， Vm はモル体

亜結晶粒の方位差の増大に伴い粒界移動速度が速くなったこ

積，Rs, Rn, Ra は亜結晶粒，正常粒，異常粒の結晶粒半径でとは，亜結晶粒界の粒界エネルギーが異常粒成長の駆動力とある． Cs, Cn, Ca は定数で，結晶粒が 2 次元， 3 次元などになっていることを支持する結果である．

より異なり， 0.5 ～ 1.5の値をとる(17) ．第1 項は正常粒組織

ここで，亜結晶粒組織はなぜ形成されたのか，という点に内に蓄積された亜結晶粒界エネルギーによる駆動力である．

触れておきたい．a 相の析出を経ずに b 相を水冷した試料に第 2 項は 亜 結 晶粒 以 外 の通 常 の 結晶 粒 に働 く 駆 動力 で あは亜結晶粒組織は観察されなかった．図 3 ( g )， 3 ( h )は，り，すなわち，再結晶された単相組織の粒成長と同様である．

900 °C か ら そ れ ぞ れ 650 °C, 500 °Cに冷却した時の b 相の

ss は以下の Read-Schockley の式により算出することができ

GROD マップである(17)．a 相周囲に方位差(あるいは亜結晶

る．

粒)が確認でき，a 相が粗大で体積分率の高い500°
Cの方が顕s s＝ s h

(

u
u
1－ln
uh
uh

)

(2)

著である．これにより，a 相析出に伴い b 相内に亜結晶粒が形成されたことが示唆される．FCC/BCCのような異相界面とする．小角u は方位差， uh は大角粒界となる方位差で 15 °の構造は，KS 関係を有する NiCr 合金(18)(19)などで調査さ粒界の粒界エネルギー ss は方位差 u が大きいほど大きくなれている．母相/析出相間の変態歪は，体積成分を緩和する

る． 1 サイクルの熱処理をした Cu Al Mn 合金では u の平sessile な転位とせん断成分を緩和する glissile な転位によりであった(17) ．その他の各パラメータ( Cs ＝ 1.5,
均値が 0.46 °緩和されることが知られている．CuAlMn 合金では，a 相

Cn＝1.5, sh＝0.595 J m－2, Vm＝7.6×10－6 m3 mol－1, Rs＝30と b 相の間に K S, Pitsch, Bain の関係があることがわかっ

mm, Rn＝400 mm, Ra＝∞)を式( 1 )に代入すると，DGtotal＝ており(14) ，類似した界面構造を有することが予想される．

4.8 × 10－2 J mol－1 となる．このとき，式( 1 )において第 1

図 3(g)， 3(h)のように a 相が析出・成長すると歪エネルギ

項は第 2 項の約 2 倍のエネルギーを有しており，亜結晶粒ーが蓄積されるため，変態歪を緩和する機構として上述のよ

界のエネルギーが本異常粒成長現象において重要な役割を果

うな転位が導入され，界面移動に際して glissile な転位のすたしていることが見積もられた．結晶粒は時間と共に粗大化べり運動が生じた結果，b マトリックス相に転位が生成した

するが，亜結晶粒の成長は極めて遅い(17)．そのため，Rs はものと予想される．そのような転位の再配列により亜結晶粒

ほとんど大きくならず，亜結晶粒界エネルギーに起因する駆界が形成され，加熱した後の b 単相組織にも残存している

動力が時間と共に低下しにくいことも巨大結晶粒を得ることと考えられる．本合金では a/b 相界面における緩和転位や bに有利に働いている．

相中を移動する転位はまだ確認できておらず，今後の調査が異常粒成長の駆動力を増大させ，より大きな結晶粒を得る必要である．しかし，BCC 構造のマトリックス中に FCC 構

ためには，式( 1 ), ( 2 )より，方位差 u を大きくすることや造の第二相が K S などの方位関係を持って半整合に析出す

Rs を小さくすることが有効である．これまでの研究による Fe Mn Al 系などの合金において，同様の亜結晶粒生成

り，低温サイクルを繰り返すことにより， Rs をほとんど変現象が観察されており(20)，このことも，上述のような界面

えずに方位差 u を大きくできることがわかっている．低温サ

構造が亜結晶粒形成の起源となっていることを示唆している．

イクルとは，図 3(e)の点線内の740°
C/500°
C間の冷却加熱を

サイクル熱処理による異常粒成長のミクロ組織変化の模式指す．これに対し，図 3(a)の900°
C/500°
Cのサイクルを高温

図を図に示した．高温の b 単相組織に冷却により a 相をサイクルと呼ぶことにする．a＋b 二相の500°
Cから加熱をし析出させると亜結晶粒界が形成され，亜結晶粒組織は，再加ていくと，約726°
Cで a 相は固溶し b 単相になり，ピン止め

熱後の b 単相組織でも引き継がれる．元の結晶粒界(大角粒

力 が 無く なり こ とか ら b 相 の粒 成長 が 容易 に なる ．し か界)が，通常の粒成長と同様にしてどちらかの方向へ移動をし，異常粒成長が顕著に生じるのはおおよそ800°
C 以上であ起こすと，粒内に存在する微細な亜結晶粒界のエネルギーもることがわかっている．高温サイクルでは 1 サイクル毎に駆動力として働くため，より大きな粒界移動の駆動力を獲得

異常粒成長が生じ易い一方，低温サイクルでは異常粒成長がすることになる．その結果，異常粒成長が生じる．高温サイ

ほとんど起こらずに a 相の析出と固溶が繰り返されること

クルでは，サイクル熱処理毎に異常粒成長が生じ，粒界が移になる．低温サイクル 1 サイクル後と 5 サイクル後の動した領域では亜結晶粒組織が消失するが，低温サイクルを

GROD マップを図 3(f)に示す(17)．それぞれの方位差 u の平繰り返すと，異常粒成長が生じずに亜結晶粒の生成が繰り返であり，低温サイクルを繰り返すことで均値は 0.46 °, 1.12 °される．その結果，より大きな方位差を有する亜結晶粒組織

異常粒成長の駆動力を増大させることができる．5 サイクルが得られ，異常粒成長速度を高めることができる．本異常粒後の駆動力 DGtotal は式( 1 )より 9.3×10－2 J mol－1 と計算で成長現象では，熱処理サイクル毎に析出に伴う亜結晶粒が形＝ 4.8 × 10－2 J mol－1 か成され，その都度新たに粒成長の駆動力が付加される．従っら約 2 倍に増大したことになり，粒界移動速度も上昇するて，繰り返し回数を増やせば異常粒成長は継続的に進行し続きる． 1 サイクル後の駆動力 DGtotal



最近の研究

け，原理的にはどんな大きなサイズの単結晶でも得ることが可能である．ただし，表面の粒界グルービングは粒成長をピン止めする力として作用するため，薄板や細線などでは異常
粒成長速度が著しく低下する点に注意が必要である．

.

Cu
Al
Mn 合金の単結晶化

異常粒成長により，より大きな結晶粒を得るためには，駆動力を大きくすることに加え，異常粒成長する結晶粒の生成頻度を低くすることも重要である．なぜなら，異常粒成長を起こした結晶粒同士がぶつかり合えば，その粒界の両側には，もはや駆動力として働く亜結晶粒界が存在しないからである．ちなみに，異常粒の生成頻度には，a 相の析出形態やb 相の粒界性格などが関係している．より短時間で効率的に大きな単結晶を得るため，これらの点や高温サイクル，低温サイクルの組み合わせを考慮して，図( a )のような熱処理
図4

サイクル熱処理により生じる異常粒成長の組織変化の模式図．(a) 高温サイクル，(b) 低温サイ
クル．(オンラインカラー)を行った．試料は q15 mm，長さ 700 mm の棒材であり，全長にわたって粒界は確認されず，かつ，両端の方位が一致
し，単結晶が作製されたと判断できる(図 5(b ))．なお，こ図5( a ) 高温サイクルと低温サイクルを組み合わせた熱処理履歴．加熱速度は 1 °C / min ，冷却速度は，高温側で1°
C/min，低温側で 0.5°
C/min．(b) (a)の熱処理を施した直径 15 mm，長さ 700 mm の CuAlMn 合金単結
晶棒材の写真．(c) 高温サイクルによる熱処理履歴．加熱・冷却速度は(a)と同じ．(d) (c)の熱処理を施した
CuAlMn 合金多結晶(バンブー構造)棒材の写真．矢印は粒界の位置を示す．(オンラインカラー)

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japanこで言う単結晶は，サイクル熱処理で導入される亜結晶粒界を無視している．一方，高温サイクルのみを繰り返す図 5( c )の熱処理では，図 5 ( d )にように 4 つの粒界が確認された．このことから，巨大粒を効率的に得るためには低温サイ
クルが有効であることがわかる．

. CuAlMn 合金単結晶棒材の超弾性作製した Cu Al Mn 単結晶棒材の超弾性試験の結果を図に示す(17) ． 5 歪に対して残留歪が 0.5 以下と良好な超弾性を示している．著者らは Cu Al Mn 合金を制震用建築部材として利用する研究を進めている．図は実大鉄鋼造の

図6

CuAlMn 合金単結晶棒材(直径 15.4 mm，長さ682 mm ) の 超 弾 性 特 性 ． 特 定 の 歪 量 ま で 引 張り，除荷するサイクルを行う試験で，2 回サイク
ル毎に 1ずつ歪を増加させた．

図7

実大鉄鋼造の振動台実験後の写真．(a) 鋼材ブレースを使用．( b ) 鋼材ブレースの一部を Cu Al 
Mn 超弾性合金棒材で置き換えた．1995年兵庫県南部地震の 1.5 倍の地震動でも変形が抑制されている．(オンラインカラー)

振動台実験後の写真であり，通常の鋼材ブレースを用いた場
合(図 7(a))とその一部に CuAlMn 超弾性合金を用いた場
合(図 7(b))を示している(21)．鋼材ブレースのみを用いた場
合，地震動によりブレースが塑性変形を受けて骨組が大きく傾いているが(実験では倒壊を防ぐために両側から支えている)，CuAlMn 合金を用いた場合には，1995年兵庫県南部
地震の 1.5倍の地震動を与えても超弾性合金の原点復元能力が作用して骨組の変形が抑制され，優れた耐震性を示すことが確認できた．このような制震ブレースの利用により，巨大地震による建物の変形と損傷を抑制し，無補修もしくは軽微な補修のみで建物を継続利用できることが期待される．さらに，インフラとして重要な橋梁・高速道路橋などの土木建造物で超弾性合金を利用できれば，巨大地震後における救助活動の開始や被災者の日常生活への復帰を早めることができる
ため，その波及効果は大きいと言える．

.

お わ

り

に

結晶粒径は材料特性に大きな影響を及ぼすことが多く，最も重要なミクロ組織制御因子のひとつである．特に構造材料
では結晶粒微細化が求められることも多いが，クリープ特性や磁歪など，単結晶において優れた特性を示すものもある．
多くの形状記憶合金もそのひとつで，多結晶体では良好な超弾性や形状記憶効果が得られないことも多い．形状記憶合金
は，これまで，医療材料をはじめとして，比較的小型で高価な機能材料としての活用が主であった．本研究では，直径10 mm 以上の棒材などの大型の部材を，熱処理で単結晶化することを可能にしたため，建築や土木分野などにおける大型部材としての利用が可能な状況になってきた．
本稿で紹介したサイクル熱処理法は，冷却と加熱の熱処理という単純なプロセスで単結晶が製造でき，量産性も高いことから工業的な価値があると考えられる．この手法は，温度により単相と複相間の相変態があることが不可欠であり，冷却あるいは加熱により析出が半整合的に起こり，析出相の体
積分率が十分高い(例えば 50 )，などの条件が揃えば，あのほか，いくつかの合金でサイクル熱処理誘起の異常粒成長る程度，普遍的に生じる現象であると思われる．これまで，が起こることが確認できている．ブリッジマン法などの単結

そのよう条件を満たす Cu Zn 合金(黄銅)(15) ， Fe Co Cr 

晶育成プロセスではコストの点から実用的に利用困難と考え

Mo 合金(16) ， Fe Mn Al Ni 合金(20) ， Co Cr Al Si 合金(22)

られてきた材料も，この手法により低コストで粗大粒や単結



最近の研究

晶が製造できれば，実用化の可能性が生まれてくると期待できる．
以上のように，異常粒成長を誘起させるサイクル熱処理法
は，材料の利用分野や合金系の利用可能性を大いに拡大しう
る可能性を秘めている．
ここで紹介した内容は， JST 研究成果最適展開支援プロ
グラムの支援を受けて行われた成果の一部である．

文献( 1 ) 形状記憶合金協会トコトンやさしい形状記憶合金の本，日刊工業新聞社，(2016).
( 2 ) R. Desroches and B. Smith: Journal of Earthquake Engineering, 8(2004), 415429.
( 3 ) V. Torra, A. Isalgue, F. C. Lovey and M. Sade: Journal of
Thermal Analysis and Calorimetry, 119(2015), 14751533.
( 4 ) M. Saiid Saiidi, M. Tazarv, B. Nakashoji, S. Varela and F.
Kavianipour: International Journal of Bridge Engineering, 3
No. 2(2015), 3748.
( 5 ) 真鍋政彦日経コンストラクション，621(2015), 5054.
( 6 ) 須藤祐司，大森俊洋，貝沼亮介，石田清仁，山内 清まてりあ 42(2003), 813821.
( 7 ) R. Kainuma, N. Satoh, X. J. Liu, I. Ohnuma and K. Ishida: J.
Alloy Compd, 266(1998), 191200.
( 8 ) R. Kainuma, S. Takahashi and K. Ishida: Metall. Mater. Trans.
A, 27A(1996), 21872195.
( 9 ) 田畑伸子，石橋昌也，末武茂樹，大森俊洋，須藤祐司，貝沼亮介，山内 清，石田清仁皮膚科の臨床， 50 ( 2008 ) , 491 
496.
( 10 ) 田中豊延，喜瀬純男，大森俊洋，貝沼亮介，石田清仁まてりあ，51(2012), 108110.
(11) T. Omori, K. Ando, M. Okano, X. Xu, Y. Tanaka, I. Ohnuma,
R. Kainuma and K. Ishida: Science, 333(2011), 6871.
(12) Y. Sutou, T. Omori, K. Yamauchi, N. Ono, R. Kainuma and K.
Ishida: Acta Mater., 53(2005), 41214133.
(13) Y. Sutou, N. Koeda, T. Omori, R. Kainuma and K. Ishida: Acta
Mater., 57(2009), 57595770.
(14) T. Omori, T. Kusama, S. Kawata, I. Ohnuma, Y. Sutou, Y.
Araki, K. Ishida and R. Kainuma: Science, 341(2013), 15002.
(15) 大石恵一郎伸銅技術研究会誌，(1993), 163171.

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan(16) S. Sugimoto, H. Satoh, M. Okada and M. Homma: Mater.
Trans., JIM, 32(1991), 557561.
(17) T. Kusama, T. Omori, T. Saito, S. Kise, T. Tanaka, Y. Araki
and R. Kainuma: Nat. Commun, 8(2017), 354.
(18) 古原 忠，牧 正志まてりあ，36(1997), 483490.
(19) T. Furuhara, K. Wada and T. Maki: Metall. Mater. Trans. A,
26A(1995), 19711978.
(20) T. Omori, H. Iwaizako and R. Kainuma: Materials & Design,
101(2016), 263269.
(21) Y. Araki, K. C. Shrestha, N. Maekawa, Y. Koetaka, T. Omori
and R. Kainuma: Earthquake Engineering & Structural
Dynamics, 45(2016), 297314.
(22) T. Odaira, X. Xu, A. Miyake, T. Omori, M. Tokunaga and R.
Kainuma: Scr. Mater, 153(2018), 3539.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
大森俊洋
2005年 東北大学大学院工学研究科博士課程後期 3 年の課程修了
2005年 日本学術振興会特別研究員 PD
2007年 東北大学大学院工学研究科助教
2015年現職
専門分野状態図，相変態，材料組織学◎各種構造・機能材料の状態図と合金設計，組織制御に関する研究を中心に行っている．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

大森俊洋

草間知枝

喜瀬純男

田中豊延

荒木慶一

貝沼亮介




多光子励起フォトルミネッセンスを用いた

GaN 結晶中の転位の非破壊・三次元観察
谷

川

智

之

ーマル法(6) や Na フラックス法(7) を用いた GaN バルク結晶

.

は じ

め

に

の開発が行われている．
このように，窒化物半導体からなる新しいデバイスの開発

窒化物半導体は，ワイドギャップ半導体と呼ばれ，高効率には，結晶成長技術の向上と結晶の低転位密度化が重要であ

青色発光ダイオード，青紫半導体レーザー，高電子移動度トる．転位密度を効率よく減らすためには，貫通転位の伝播特ランジスタは既に実用化されている．特に青色発光ダイオー

性を正確に把握することが重要である． GaN における転位

ドと黄色蛍光体を組み合わせた白色発光ダイオードは，第四の観察方法は，透過型電子顕微鏡(TEM )(8)，エッチピット

世代の光といわれ，白熱電球や蛍光灯を大きく上回る発光効法(9) ，カソードルミネッセンス( CL )(10)(11) などが用いられ率を有しており，照明用 LED として広く普及している．近る．TEM 観察では，転位のバーガースベクトルの方向や大年では，水銀ランプを代替する AlGaN 系高効率紫外発光素

きさを正確に識別することができる．しかし，観察のために子や，高耐圧かつ低オン抵抗を有する縦型 GaN パワーデバ

は試料を薄片化させる必要があり，観察領域も制限される．

イスの開発が盛んに行われている．

エッチピット法は，アルカリエッチングで形成されたピット

窒化物半導体は，自然界に存在しない材料である．そのたの大きさを転位の種類によって分類することができ，結晶表

め，サファイアや SiC などの異種材料基板の上にヘテロエ面に到達した転位の位置や種類を調べることができる．これ

ピタキシャル成長させる必要がある(1)(4) ．異種材料基板とらの方法は破壊的手法である．CL は，エピタキシャル膜のエピタキシャル膜との間には大きな格子不整合が存在し，エ表面近傍に存在する転位の分布を非破壊で観察することがで

ピタキシャル膜の表面が荒れやすく，結晶欠陥密度も非常にきる． GaN 結晶中に注入された電子により生成された電子

高い． 1986 年に赤 o と天野らによって開発された低温バッ

正孔対は，拡散過程を経て発光再結合する． GaN 結晶中のファ層技術(1)により，初期に形成される結晶粒の密度を高く

転位は非輻射再結合中心として働くため，転位近傍の CL 発

でき，格子不整合系エピタキシャル成長においても高品質膜

光強度は弱くなる．その結果，CL 像において転位の周囲にが得られるようになった．しかし，格子不整合に起因した貫暗点が観察される．CL を用いて観察可能な深さは，観察中通転位がエピタキシャル膜に発生し，その密度は 108～ 1010の加速電圧に依存するが，基本的には表面付近の転位の分布cm－2 程度である．半導体レーザーや縦型 GaN パワーデバ

のみを示すことができる．深部の結晶欠陥を非破壊で観察す

イスでは，転位がデバイスの性能や寿命に影響を及ぼす．こる手法として X 線トポグラフ測定がしばしば用いられるのような場合は，ハライド気相成長(HVPE)法などによってが，電子顕微鏡を用いた方法と比べ空間分解能が低い．高分作製された GaN 自立基板(5)の上にホモエピタキシャル成長

解能解析を行うためには，放射光を利用したトポグラフ測定によって作製される．HVPE 法で作製された GaN 自立基板が行われるが，観察可能な転位密度は 104 cm－2 程度であに存在する貫通転位の密度は 106 cm－2 程度である．さらな

る．最近では，ラマン散乱マッピングを用いて刃状転位と混る転位密度の低減に向けて， HVPE 法だけでなくアモノサ

合転位の位置を特定した結果が報告されている(12)．

東北大学金属材料研究所講師(〒9808577 仙台市青葉区片平 2
11)
MultiphotonExcitation Photoluminescence as a Tool for Defect Characterization of GaN Crystal; Tomoyuki Tanikawa(Institute forMaterials Research, Tohoku University, Sendai)
Keywords: multiphotonexcitation photoluminescence (MPPL), GaN, dislocation, threedimensional imaging, halide vapor phase epitaxy,
nondestructive characterization
2019年 1 月15日受理[doi:10.2320/materia.58.144]



最近の研究

GaN 結晶の内部に存在する転位を非破壊で観察する新し.

多光子励起顕微鏡を用いた半導体の観察い手法として，多光子励起過程を利用してフォトルミネッセ
ンス発光を得る多光子励起フォトルミネッセンス法(13) を著

多光子励起顕微鏡を用いた半導体の観察では，生体の観察

者は提案している． GaN に関する著者による報告の前に，とは異なる観点で光学設計を行う必要がある．生体の観察で多光子励起フォトルミネッセンスを用いた SiC 結晶の転位

は，蛍光色素による組織の染色が可能なため，励起波長と蛍観察について，2014年に田沼らにより報告されている(14)．

光波長を人工的に制御することができる．一方，半導体は染さらに遡ると，多光子励起顕微鏡は， 1990 年代より生体組色できないため，半導体自身の吸収特性や発光特性を利用し織の深部観察として開発されてきた技術である(15)(17) ．本て観察を行う．半導体における光物性は，材料の様々な物性

稿では，多光子励起顕微鏡の特徴と半導体材料の観察におけによって変化する．そのため，観察対象の光物性をよく理解る課題を述べ，HVPE 法で作製した GaN 結晶の内部観察をした上で光学設計を行う必要がある． GaN は室温における行った例を紹介する．

バンドギャップエネルギーが 3.4 eV の直接遷移型半導体であり，波長で 365 nm より短波長の光を吸収し，長波長の光

.

多光子励起顕微鏡の特徴を透過する．二光子励起を発生させるためには，バンドギャ
ップエネルギーを基準として半分より短波長の光を用いる．

蛍光分子に励起光を照射するとき，複数の励起光子が同時

すなわち， 365 nm から 730 nm 程度の光を用いると二光子に吸収される(多光子励起)と，元の光子の整数倍のエネルギ励起が発生する． 730 nm から 1095 nm 程度の光を用いるーを受けて励起状態となる．この励起状態から基底状態に遷と，三光子励起過程を経て電子正孔対が励起される．多光子移する際にエネルギーが蛍光として放出される．多光子吸収

励起過程により発生した電子正孔対は，拡散長だけ拡散したは非線形光学過程の減少である．この現象を利用するためにのち，再結合して熱平衡状態に戻る．電子と正孔が再結合すは，フェムト秒パルスレーザーなどを励起光源として用いる際に光が放出される．多光子励起過程を介して放出されたて，非常に短い時間幅に高強度の光を集中させる．さらに，光を多光子励起フォトルミネッセンスと呼ぶ．結晶中に欠陥レーザーをレンズで集光させることで，非常に狭い空間に複が存在するとき，欠陥の性質によって再結合過程が変化する．

数の光子を集め，多光子励起を発生させることができる．まGaN の場合，転位は非輻射再結合中心として働く．電子やた，フェムト秒パルスレーザーを用いて蛍光分子を極端時間

正孔が転位に捕獲されると，光を放出せずに自身のエネルギ

励起することで，熱による組織破壊を回避することができ，ーを失う．半導体から放出されるバンド間発光の光強度をマ

低侵襲環境で長時間観察することができる．他の組織で散乱

ッピング測定すると，転位の位置を中心としてから拡散長にや吸収が起こらないように，「生体の窓」と呼ばれる生体透相当する範囲において光強度が相対的に低下し，転位が暗点

過 性の高い 650 ～ 900 nm 程度の波長 域で励起や蛍 光を行や暗線として観測される．SiC の場合，転位に起因する局在う．二光子励起を発生させるために，生体の窓のうち長波長準位に電子や正孔が捕獲されるが，捕獲準位から再結合するの近赤外光が励起波長として用いられる．目的の組織を観察際に近赤外で強い発光が観測される．そのため，検出する波するためには，組織由来の自家発光を利用するか，二光子吸長域によって転位の見え方が異なる．バンド端発光の光強度

収断面積の大きな蛍光色素を用いる．

をマッピング測定すると，転位は暗点や暗線として観測され，局在準位からの近赤外発光をマッピング測定すると，転位は明点や明線として観測される(18)．

図1

× は畳み込み演算を示す．
多光子励起フォトルミネッセンスを用いた転位のイメージングの概念図．◯

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan多光子励起フォトルミネッセンスを用いた転位のイメージ
ングの概念図を図に示す．転位は原子位置のずれによる線状欠陥である．原子位置のずれはサブナノメートルスケールでの現象であり，光学的手法では観察できない．しかし，転位が非輻射再結合中心として働くとき，転位の周囲で生成されたキャリアは転位に向かって拡散し，捕獲される．その結果，拡散長に相当する範囲において転位周りの発光分布が低下する．キャリアの拡散長は，原子位置の変位と比べると非常にスケールが大きく，光学的手法でも観察できる．また，多光子励起現象は複数の光子が励起に関与するプロセスであり，励起確率は光子密度のべき乗に比例する．この効果は，

図2

焦点近傍の励起光と二光子および三光子励起フォトルミネッセンスの光強度分布．( a ) 焦点面(b) 光軸上．

表1

励起光と二光子および三光子励起フォトルミネ
ッセンスの焦点面内および光軸方向の光強度分
布の半値全幅．

空間分解能にも影響を与える．光には波の性質があり，焦点における励起光は回折現象によって制限された空間的拡がりを有する．この空間的拡がりによって光学的手法による空間分解能が決定される．励起光の空間的拡がりは点拡がり関数( PSF )によって記述される． N 光子励起過程を利用した観察手法の空間分解能は， PSF の N 乗で記述される光の空間的拡がりによって律速される． PSF の性質は，多光子励起
フォトルミネッセンスに限らず光学的手法を用いたイメージ
ングにおいて重要な要素である．多光子励起フォトルミネッ

励起光子数

焦点面内の
半値全幅

励起光

0.51

lexc
NA

0.88

lexc
n－ n2－(NA)2

二光子

0.37

lexc
NA

0.63

lexc
n－ n2－(NA)2

三光子

0.30

lexc
NA

0.52

lexc
n－ n2－(NA)2

センス測定により得られる転位近傍の観察像は，図 1 に示
すように，転位の位置座標を中心として，発光分布と PSFのべき乗の畳み込み演算で記述できる．
多光子励起の起こる確率は，励起光強度のべき乗に比例す

光軸上の半値全幅る．そのため，キャリアの拡散現象を無視すると，フォトル
ミネッセンス強度の空間分布は励起光強度の空間分布のべき乗によって決まる．集光されたレーザー光の輝度分布をIexc(v, u)とすると，焦点面内および光軸上の輝度分布は次式のように記述される(19)．
2(J (vv))
光軸上I (0, u)＝I
(sinu/u4/4)
焦点面内Iexc(v, 0)＝I0

1

(1)

2

exc

0

(2)

I0 は幾何学的焦点 u＝v＝0 での輝度，J1は 1 次のベッセル関数である．また，焦点を中心として焦点面方向を r，光軸方向を z とし，対物レンズの開口数を NA ，試料の屈折率を nとすると，v＝2p/lex･NA･r, u＝2p/lex･(n－ n2－(NA)2)･zとなる． N 光子励起フォトルミネッセンスの光強度分布は
Iexc ( v, u )の N 乗に比例する．励起光と二光子および三光子

図3

光強度分布の波長依存性．(a) 焦点面 (b) 光軸上．

励起フォトルミネッセンスの光強度分布を図に示す．多光子励起フォトルミネッセンスの空間分解能を光強度分布の半値全幅によって定義すると，表の関係となる．励起光と比点面内における半値全幅はおよそ 0.2 mm から 0.4 mm 程度

較して二光子および三光子励起フォトルミネッセンスは半値であることがわかる．一方，図 3( b)より，光軸上の光強度

全幅が狭くなり，空間分解能が高くなる．ただし，半値全幅分布の半値全幅は 2 mm から 4 mm 程度と広くなる．これは，は波長や屈折率に依存する．例として， NA ＝ 0.80, n ＝ 2.3

GaN の屈折率が 2 以上と大きいことによる． GaN に限らずとして求めた焦点面内および光軸上の光強度の半値全幅を図

半導体材料の屈折率は 2 より大きく，焦点面内と比べ光軸に示す． GaN のバンドギャップエネルギーに相当する波方向の空間分解能が劣ってしまう．

長 は 365 nm 程 度 で あ る こ と か ら ， 365 nm と そ の 2 倍 の

深さ方向の分析の際には，測定環境と試料の屈折率差によ

730 nm を境に励起に関与する光子数が変化する．図 3(a)かって焦点位置のずれやレーザー焦点の劣化が生じる(20)．対ら，二光子励起および三光子励起フォトルミネッセンスの焦物レンズもしくはステージの深さ方向への移動距離( NEP )



最近の研究

は，試料中でレーザーの焦点が動いた距離( AFP )と異なターを通して検出波長を分けている．焦点の光軸方向の位置

る．屈折率 n1 の媒質から屈折率 n2 の媒質に光を照射したとは対物レンズの位置をステッピングモーターで制御すること

き， NA が小さいと仮定すると NEP ＝ n2/n1･ NEP の関係とにより走査される．ガルバノスキャナとステッピングモータ

なる．また，屈折率差が存在すると，媒質間でレーザー光線ーを用いて焦点位置を三次元走査しながら発光強度をマッピが屈折する．その結果，球面収差によりレーザー焦点が劣化

ングすることにより， NBE と YL の三次元像を構築した．

する．焦点の劣化は，図 1 における励起光の PSF の劣化を測定は大気雰囲気において室温で行った．

意味する．特に光軸方向において PSF は劣化する(21)．実際

GaN は直接遷移型半導体であり，光学吸収端における吸に， GaN 結晶内に観察された暗線の直径の深さ依存性を調

収係数は 105 cm－1 程度と非常に大きい．さらに，バンドギ

べると，観察深さの増大に伴い深さ方向の暗線の直径は大きャップエネルギーより低エネルギーの吸収係数は原子配列のくなる(13)．

乱れにもとづく指数関数的な裾を引いている(22) ．これらのまた，集光点の光強度が低下することにより多光子励起フ影響により，深い焦点位置から放出されたルミネッセンス光ォトルミネッセンス強度も低下する．これらの影響を回避すのうち 380 nm より短波長の光は GaN 自身に再吸収されてるためには，水浸や油浸の対物レンズを用い，測定環境と試しまう(13) ．よって，多光子励起フォトルミネッセンスによ

料との屈折率差を減らす必要がある．しかし，屈折率が 2

り深い焦点位置からの NBE 発光を測定するためには， 380を超える溶媒は存在せず，半導体の観察において屈折率差のnm から 400 nm 程度に存在する発光の裾成分を検出する必影響は避けられない課題である．

要がある．
c 面 GaN 基板表面近傍の焦点面内の NBE 像および YL 像

. GaN の多光子励起フォトルミネッセンス測定を図(a)および 5(b)に示す．特に NBE 像において，多くの暗点がはっきりと観察されている．暗点は，これまでに議観察用試料として， HVPE 法を用いて作製したアンドー

論した通り，転位の非輻射再結合の性質による．暗点を中心

プ n 型 c 面 GaN 基板を用いた．貫通転位密度は 106 cm－2 程とした発光強度分布を図 5(b)に示す．暗点の直径は 0.8 mm度である．多光子励起フォトルミネッセンス測定にはニコン程度で，表 1 で示す焦点面内の半値全幅( 0.32 mm )より広社製多光子顕微鏡(A1MP＋)を使用した．光学系の模式図をい．つまり，暗点の直径はキャリアの拡散長に律速され，十図に示す．励起光源としてチタンサファイア超短パルスレ

分な空間分解能が得られていると考えることができる．少数

ーザーを用いた．パルス幅は 100 fs ，繰り返し周波数は 80

キャリアの拡散によって発光強度が律速されるとみなすと，

MHz である．波長は 700 nm とした．レーザー光は，音響転位から r 離れた位置の発光強度は次式のように与えられる．

光学素子を通して平均パワーを 1 mW ～ 14 mW の間で調整

IMPPL(r )＝I0－ID exp(－r/Leff)(3)

した．レーザー光は，2 対のガルバノミラーで構成されるガ

I0 は転位から十分離れた位置における発光強度， ID は転位

ルバノスキャナにより面内方向に走査されながら対物レンズ

中心の発光強度，Leff は実効的な拡散長である．式( 3 )を用で試料に集光照射される．用いた対物レンズの倍率は 50 倍

いて発光強度分布をフィッティングした結果を図 5( c )に実で，NA は0.80である．焦点において二光子励起過程を経て線で示す．測定結果とよく一致しており，Leffは 0.42 mm で放出されたルミネッセンス光は，対物レンズで収集される．

あった．他の測定手法においても n 型 GaN における少数キ

ルミネッセンス光は対物レンズ上部のダイクロイックミラー

ャリアの拡散長は 0.22 mm 程度の値が報告されている(23)．

で反射され，光電子増倍管で検出される． GaN から放出さ各々の転位を独立して観察するためには，転位が暗点の直径

れるルミネッセンス光のうち，バンド端近傍発光( NBE )と以上に離れている必要がある．観察可能な転位密度を見積もイエロールミネッセンス(YL)を独立に検出するために，光るために，暗点の直径を 1 mm と仮定すると， 1 × 108 cm－2

電子増倍管の前にダイクロイックミラーとバンドパスフィル

以下の転位密度を有する GaN 結晶の転位は多光子励起フォ
トルミネッセンスで観察できるといえる．ドナー濃度が高い
n 型 GaN 結晶では，少数キャリアの拡散長が短くなり，暗点の直径も小さくなる．拡散長が 0.3 mm 以下になると，空間分解能はレーザー光の広がりに律速される．その場合，暗点の直径は表 1 より 0.32 mm と見積もられ，観察可能な最大の転位密度は 9×108 cm－2 程度となる．
焦点深さを変化させることによって，各焦点深さにおける面内発光像を得ることができ，図(a)のように二次元像を積層することで三次元像を構築することができる．図 6( b)は，最小輝度を投影表示した三次元像である．各々の二次元像で観察された暗点は，三次元像において図 6( b )に示すよ
うに暗線として観察される．これは，線状の結晶欠陥である
図4

多光子励起フォトルミネッセンス測定系の模式図．

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

暗線の性質を示しており，転位の三次元構造が明瞭に観察さ




図5

c 面 GaN 基板表面の多光子励起 PL 像と暗点近傍の強度分布．(a) NBE 像 (b) YL 像 (c) 暗点近傍の NBE 発
光分布．

図6

多光子励起フォトルミネッセンス測定における三次元像の構築．(a) 二次元像の積層 (b) 三次元像(最小輝度
表示)．

れている．
空間分解能の焦点深さ依存性を評価するために，暗線の直径の焦点深さ依存性を評価した．結果を図に示す．レーザ
ー光の照射方向と平行に伝搬する暗線から焦点面内方向の直径を測定し，レーザー光の照射方向と垂直に伝搬する暗線から光軸方向の直径を測定した．面内方向の直径は 0.6 mm か
ら 1 mm 程度で，焦点深さ 50 mm まで一定値をとり，50 mm
より深い領域では徐々に増加している．光軸方向の暗線の直径は 3 mm から 6 mm 程度で，面内方向より広がっていた．
これらの傾向を考察するために，図 7 に点線で示すように一次関数で測定結果をフィッティングした．なお，縦軸との切片は表 1 で求められる半値全幅の値とした．つまり，これは球面収差による PSF の変化を示す．面内方向では，深さ 50 mm までの領域では点線より上にプロットが存在し，一定値を撮っている．これは，暗線の直径が拡散長に律速されていることを示している．より深い領域では，球面収差の影響で見かけの直径が増加している．光軸方向は，測定結果

図7

暗線の直径の焦点深さ依存性(13).

にばらつきが大きいものの，焦点深さの増加に伴い直径が増加した．
多光子励起フォトルミネッセンス測定により， GaN 結晶

スでは，各々の焦点位置における暗点密度から貫通転位密度

中の成長姿態や転位の多様な三次元構造を観察できる．

の成長膜厚を観察することができる．サファイア基板上にGaN のエピタキシャル成長では，貫通転位密度を低減させ

HVPE 法を用いて 320 mm の GaN 厚膜を成長させ，多光子るために様々な試みがなされている．貫通転位密度は膜厚の励起フォトルミネッセンスにより焦点位置を変えながら増加とともに低減する(24)．多光子励起フォトルミネッセン

GaN 膜中の暗点密度を計測し，暗点密度と成長膜厚との関



最近の研究

本研究は JSPS 科研費 JP17H05325 と JP16K18074 の助成を受けたものです．

文

図8

サファイア基板上 GaN の暗点密度の成長膜厚依存性．

係を調べた．結果を図に示す(13)．暗点密度は成長膜厚の増大に伴い減少する傾向が得られた．CL などの従来の観察手法では表面近傍の転位密度しか計測できないため，このよ
うな膜厚と転位密度の関係を調べるためには，膜厚の異なる結晶を作製する必要があった．多光子励起フォトルミネッセ
ンスを用いると，非破壊で転位密度の深さ分布を測定できる．効率よく転位密度を低減させるために，ファセット形成
選択横方向成長( FIELO )など選択成長法が複数報告されている(25)．FIELO を含む選択成長では，低次元指数からなる
ファセット面を出現させ，成長表面に向かって貫通する転位を横方向に意図的に屈曲させる．このような過程で結晶成長させた膜中の転位は非常に複雑な三次元分布となる．このような成長プロセスで作製した結晶の三次元構造解析にも多光子励起フォトルミネッセンスは有用である．成長に形成されるファセット面により意図せず取り込まれる不純物の濃度が変化する．そのため，発光強度がファセット面によって減可する．この性質を利用すると，三次元形状を非破壊で可視化できる．さらに貫通転位は暗点や暗線として現れることから，三次元成長の形状と転位の三次元分布を非破壊で観察することができる．多光子励起フォトルミネッセンスによる非破壊観察を通じて， GaN 結晶の結晶成長における成長姿態と転位伝搬の性質をより精確に理解し，高品質結晶を得るた
めの道しるべが得られることを期待している．

. ま

と

め

( 1 ) H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki and Y. Toyoda: Appl. Phys.
Lett., 48(1986), 353355.
( 2 ) S. Nakamura: Jpn. J. Appl. Phys., 30(1991), L1705L1707.
( 3 ) A. Watanabe, T. Takeuchi, K. Hirosawa, H. Amano, K.
Hiramatsu and I. Akasaki: J. Cryst. Growth, 128(1993), 391396.
( 4 ) T. Sasaki and T. Matsuoka: J. Appl. Phys., 64(1988), 4531
4535.
( 5 ) Y. Oshima, T. Eri, M. Shibata, H. Sunakawa, K. Obayashi, T.
Ichihashi and A. Usui: Jpn. J. Appl. Phys., 42(2003), L1L3.
( 6 ) A. Yoshikawa, E. Ohshima, T. Fukuda, H. Tsuji and K.
Oshima: J. Cryst. Growth, 260(2004), 6772.
( 7 ) H. Yamane, M. Shimada, S. J. Clarke and F. J. DiSalvo, Chem.
Mater., 9(1997), 413416.
( 8 ) S. D. Lester, F. A. Ponce, M. G. Craford and D. A. Steigerwald: Appl. Phys. Lett., 66(1995), 12491251.
( 9 ) J. L. Weyher, S. Lazar, L. Macht, Z. LilientalWeber, R. J.
Molnar, S. M äuller, V. G. M. Sivel, G. Nowak and I. Grzegory:
J. Cryst. Growth 305(2007) 384392.
(10) J. S. Speck and S. J. Rosner: Physica B, 273
274(1999), 24
32.
(11) Y. Yao, Y. Ishikawa, Y. Sugawara, D. Yokoe, M. Sudo, N.
Okada and K. Tadatomo: Superlattices Microstruct., 99(2016), 8387.
(12) N. Kokubo, Y. Tsunooka, F. Fujie, J. Ohara, S. Onda, H.
Yamada, M. Shimizu, S. Harada, M. Tagawa and T. Ujihara:Appl. Phys. Express, 11(2018), 11100111110014.
(13) T. Tanikawa, K. Ohnishi, M. Kanoh, T. Mukai and T. Matsuoka: Appl. Phys. Express, 11(2018), 03100414.
(14) R. Tanuma and H. Tsuchida: Appl. Phys. Express, 7(2014),
12130314.
(15) M. GoeppertMayer: Ann. Phys. (Leipzig) 9(1937), 273294.
(16) W. Kaiser and C. G. B. Garrett: Phys. Rev. Lett., 7(1961),
229231.
(17) W. Denk, J. H. Strickler and W. W. Webb: Science, 248(1990), 73
76.
(18) C. Kawahara, J. Suda and T. Kimoto: Jpn. J. Appl. Phys., 53(2014), 020304
10203044.
(19) M. Born and E. Wolf: Principles of Optics: Electromagnetic
Theory of Propagation, Interference and Diffractin of Light,
7th Edition, Cambridge University Press, (1999), 484499.
(20) S. Hell, G. Reiner, C. Cremer and E. H. K. Stelzer: J.
Microscopy, 169(1993), 391405.
(21) Cees J. de Grauw, Jurrien M. Vroom, Hans T. M van der Voortand Hans C. Gerritsen: Appl. Opt., 38(1999), 59956003.
(22) S. Chichibu, T. Mizutani, T. Shioda and H. Nakanishi: Appl.
Phys. Lett., 70 (1997), 34403442.
(23) Z. Z. Bandi ác, P. M. Bridger, E. C. Piquette and T. C. McGill:
SolidState Electronics, 44(2000), 221228.
(24) S. K. Mathis, A. E. Romanov, L. F. Chen, G. E. Beltz, W.
Pompe and J. S. Speck: J. Cryst. Growth, 231(2001), 371390.
(25) A. Usui, H. Sunakawa, A. Sakai and A. A. Yamaguchi: Jpn. J.
Appl. Phys., 36(1997), L899L902.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
2012 年 3 月

本稿では，多光子励起フォトルミッセンスを用いた半導体観察の特徴と課題を述べ， GaN 結晶の観察例をいくつか示した．多光子励起フォトルミネッセンスは，原理的に材料の種類を問わない手法であり，既報の GaN や SiC に限らず，多くの材料の深部観察に活用されることを期待している．

献

谷川智之

名古屋大学大学院工学研究科博士後期課程修了
2012年 4 月 東北大学金属材料研究所 助教
2017年 1 月現職
専門分野窒化物半導体，有機金属気相成長，多光子
励起顕微鏡◎半極性・非極性・ N 極性 GaN 薄膜の有機金属気相
成長と発光デバイスおよび電子デバイス応用に関する研究に従事．また，分極電界の計測や貫通転位の非破壊観察に関する研究に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan競合現象に着目した鉄鋼材料のミクロ組織解析小川登志男

板のミクロ組織を解析し得られた成果について述べる．

.

は じ

め

に
.

再結晶と逆変態の競合現象(5)

鉄鋼材料の機械的性質は，構成相や結晶粒径といったミク
ロ組織形態に大きく依存する．したがって，鉄鋼材料の機械

上述したように，競合現象にはいくつかのパターンが想定的性質を適切に制御するためには，製造工程におけるミクロ

されるが，本章では焼鈍中の再結晶とフェライトからオース

組織形成機構の正しい理解が極めて重要である．

テナイトへの逆変態(以下逆変態と称する)の競合現象につい

自動車用鋼板を例にとると，骨格構造部品や足回り部品にて解析し得られた成果について述べる．

使用される鋼板は年々高強度化が進んでいるが(1)，これら高供試鋼の化学成分は 0.1C2.0Mn(mass)とした．再結晶

強度鋼板のミクロ組織は極めて複雑かつ微細であり，そのミ

挙動におよぼす逆変態の影響を調査するため，再結晶抑制元

クロ組織解析は容易ではない．しかしながら，上述したよう素である Nb や Ti といったマイクロアロイは添加していなに，ミクロ組織形成機構の正しい理解は，高強度鋼板の機械

い．真空溶解炉を用いて溶製した鋼塊を，粗圧延にて厚さ的性質を制御するためには必要不可欠である．そこで著者ら

30 mm とした後，加熱温度を 1250 °C ，熱間圧延終了温度をは，高強度鋼板のミクロ組織解析に取り組むにあたり，焼鈍

900°
C (オーステナイト単相域)，仕上板厚を 3.0 mm として中に再結晶や相変態といった複数の現象が競合している点に

仕上熱間圧延を施し，400°
Cまで水冷した後，炉冷により室着目した．

温まで冷却した(熱延板のミクロ組織はベイナイト単相組高強度鋼板に限らず多くの薄鋼板は，通常焼鈍中にフェラ

織)．熱延板組織にパーライトを含む場合，焼鈍前のセメン

イト単相域において再結晶を完了させた上でフェライトとオ

タイト分布に粗密が生じることで，焼鈍後のミクロ組織解析

ーステナイトの二相域で加熱される．一方で，近年の高強度が困難となるため，セメンタイト分布が比較的均一なベイナ

鋼板においては，結晶粒の微細化を図るため Nb や Ti といイト組織を選択した．その後，67の圧下率で 1.0 mm までったマイクロアロイ(微量元素)が添加される場合がある．こ

冷間圧延を施した．

の場合，マイクロアロイによる再結晶抑制効果が働き，焼鈍

冷間圧延後は，昇温速度 30 °C / s で 650 °C (フェライト単相

中に再結晶が完了する前に二相域に加熱されることがあ域)および 750 °C (フェライト＋オーステナイト二相域)までる(2)(4) ．つまり，二相域焼鈍中には，回復，再結晶，相変昇温した．昇温後，各温度で一定時間等温保持した後に，ガ態，マイクロアロイの炭窒化物の析出および溶解といった複ス冷却によって冷却速度 50 °C / s で室温まで冷却した．等温

数の冶金現象が競合し得る．しかしながら，焼鈍中に複数の保持中の再結晶挙動を調査するため，昇温中に極力再結晶が冶金現象が競合する場合のミクロ組織形成機構については，

進行しないように昇温速度を速めに設定した．また，等温保依然として未解明な部分が多いのが現状である．

持中に形成されたオーステナイト相は，急冷によりマルテン

本稿では，上述した焼鈍中の競合現象に着目し，高強度鋼

サイトへと変態した．

名古屋大学大学院工学研究科材料デザイン工学専攻助教(〒4648603 名古屋市千種区不老町)
Microstructure Analysis in Steels Focusing on Competitive Phenomena; Toshio Ogawa(Department of Materials Design Innovation
Engineering, Graduate School of Engineering, Nagoya University, Nagoya)
Keywords: low carbon steel, recovery, recrystallization, phase transformation, precipitation2018年10月26日受理[doi:10.2320/materia.58.150]

新 進 気 鋭

フェライト単相域である 650 °C で 100 s 等温保持，フェラも増加し，保持時間が 100 s を超えると再結晶率の変化が見

イト＋オーステナイト二相域である 750 °C で 100 ， 1000 およられなくなるものの， 1000 s 以上の等温保持によって再びび 10000 s 等温保持した試料のミクロ組織を光学顕微鏡で観再結晶率は増加するという傾向が見られた．この結果は，フ察した結果を図に示す．フェライト単相域焼鈍では，100

ェライト＋オーステナイト二相域焼鈍中の再結晶挙動が，フs の等温保持で再結晶は完了したのに対し(図 1(a))，フェラ

ェライト単相域焼鈍の場合(6)(8) と比べて大きく異なること

イト＋オーステナイト二相域で 100 s 等温保持した場合，再を示している．

結晶の進行が明らかに遅延しているのが分かる(図 1( b))．

750°
C で 100 および 1000 s 等温保持した試料のマルテンサ

フェライト＋オーステナイト二相域で焼鈍した試料のミクロ

イト(焼鈍中のオーステナイト相)を透過型電子顕微鏡で観察

組織は，再結晶フェライト粒，未再結晶フェライト粒およびした結果を図に示す．再結晶フェライト粒と未再結晶フェ

マルテンサイトから構成されており，等温保持時間を 1000

ライト粒の界面および未再結晶フェライト粒内のサブグレイ

s まで延ばしてもミクロ組織の変化はほとんど見られなかっン界面に形成されているオーステナイト相のサイズは，それた(図 1 ( c ))．等温保持時間が 10000 s に達すると，再結晶ぞれおよそ 2 mm および 1 mm であった(図 3(a))．再結晶フ

フェライト粒と未再結晶フェライト粒の区別が困難になり，ェライト/未再結晶フェライト界面に形成されたオーステナ

フェライト相はほぼ全面均一な結晶粒となった(図 1(d))．

イト相は等温保持時間と共に成長し，等温保持時間が 1000

750°
Cでの等温保持時間と再結晶率の関係を図に示す．

s に達するとおよそ 3 mm にまで成長した(図 3 ( b ))．さら焼鈍初期段階(～ 100 s )では，等温保持時間と共に再結晶率に，未再結晶フェライト粒内のサブグレイン界面に形成された微細なオーステナイト相は，等温保持時間が 1000 s を超えると徐々に消失していく様子が観察された(図 3(c))．
以上のことから，フェライト＋オーステナイト二相域焼鈍
中のミクロ組織形成挙動は，図に示すように焼鈍初期・中期 ・ 後期 の 3 段 階 に 大別 で き る． 焼 鈍 初期 段 階に お い ては，オーステナイト分率が低く逆変態による影響がほとんどないため，等温保持時間と共に再結晶が進行したと考えられる．また，等温保持時間が 100 s を超えると，再結晶の進行が著しく遅延した．これは，再結晶フェライト/未再結晶フ
ェライト界面や未再結晶フェライト粒内のサブグレイン界面に形成されたオーステナイト相の存在により，再結晶フェラ
イト粒やサブグレインの成長が抑制されたためと推察される．さらに，等温保持時間が 1000 s を超えると，再度再結
晶の進行が認められた．これは，サブグレインの成長を抑制

図1( a ) 650 °C で 100 s ， 750 °C で( b ) 100 s ，( c ) 1000s および( d ) 10000 s 等温保持した試料のミクロ
組織( a R 再結晶フェライト粒， a NR 未再結晶
フェライト粒，a′マルテンサイト)．

していた微細なオーステナイト相が長時間等温保持中にオス
トワルド成長により消失したことで，サブグレインの成長に

図3

図2

750°
Cでの等温保持時間と再結晶率の関係．

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

750°
Cで(a) 100 s および(b, c) 1000 s 等温保持した試料のミクロ組織(aR再結晶フェライト粒，
マルテンサイト，gオSGサブグレイン，a′ーステナイト)．




図5

750°
Cで 100 s 等温保持した(a)0.02Nb および(b)0.05Nb 材 ， 750 °C で 10000 s 等 温 保 持 し た ( c )0.02Nb および( d ) 0.05Nb 材のミクロ組織( aR 
再結晶フェライト粒， aNR未再結晶フェライト
粒，a′マルテンサイト)．

400 °C まで水冷した後，炉冷により室温まで冷却した(熱延板のミクロ組織はベイナイト単相組織)．その後，67の圧下率で 1.0 mm まで冷間圧延を施した．
冷間圧延後は，昇温速度 30 °C / s で 750 °C (フェライト＋オ
図4

焼鈍中におけるミクロ組織形成挙動の模式図(a R再結晶フェライト粒，SGサブグレイン，
HAGB 大角粒界， LAGB 低角粒界， g オー
ステナイト)．

ーステナイト二相域)まで昇温した．昇温後， 750 °
C で一定
時間等温保持した後に，ガス冷却によって冷却速度 50 °C/s
で室温まで冷却した．
750 °C で 100 および 10000 s 等温保持した試料のミクロ組

織を光学顕微鏡で観察した結果を図に示す． 750°
C で 100
より再結晶が進行したと考えられる．

s 等温保持した 0.02Nb および 0.05Nb 材のミクロ組織は，Nb や Ti といったマイクロアロイの添加により，焼鈍中

マルテンサイトに加えて再結晶フェライト粒および未再結晶の再結晶の進行が抑制されることは従来良く知られていフェライト粒を含んでいることから，全体的に不均一であっる(9) ．本研究では，焼鈍中に再結晶と逆変態が競合する場た(図 5( a )および( b ))．さらに， 750 °C で 10000 s 等温保持合，オーステナイト相の存在により再結晶の進行が著しく抑すると，いずれの試料のミクロ組織も再結晶フェライト粒お制されることを明らかにした．これは，複数の冶金現象が競よびマルテンサイトから構成され，未再結晶フェライト粒は合する場合，単独の現象のみに焦点を当ててミクロ組織を解ほとんど観察されなかった(図 5(c)および(d))．

析するのではなく，各現象の相互作用を正しく理解した上でミクロ組織を解析する必要があることを示している．

750°
Cでの等温保持時間と再結晶率の関係を図に示す．
Nb レス材では等温保持時間が 100 s を超えると再結晶の進行の著しい遅延が見られたのに対し， Nb 添加材では 750 °C.

再結晶，逆変態および析出の競合現象(10)での等温保持時間と共に再結晶率は増加した．また，Nb 添
加量の増加に伴って再結晶の進行は遅延した．

本章では，再結晶と逆変態に加えて，炭窒化物の析出も競

750°
Cでの等温保持時間とオーステナイト分率の関係を図合する場合のミクロ組織形成機構について解析し得られた成に示す． 750 °
C に到達した時点でのオーステナイト分率果について述べる．
供 試 鋼 の 化 学 成 分 は ， 第 2 章 と 同 様 に 0.1C 2.0Mn

は，いずれの試料においてもおよそ 30 であった．また，
Nb レス材では等温保持中に増加したオーステナイト分率は( mass )をベース(以下 Nb レス材と称する)とし，マイク

わずかであったのに対し， Nb 添加材では 200 s の等温保持

ロアロイとして Nb を添加し，その添加量を変化させた 2 種によりオーステナイト分率はおよそ 37 まで増加した．

類の供試鋼を作製した(以下 0.02 Nb 材および 0.05 Nb 材と750 °C での等温保持中における逆変態挙動は， Nb 添加の有称する)．真空溶解炉を用いて溶製した鋼塊を，粗圧延にて無によって異なるものの，Nb 添加量による影響はほとんど

厚さ 30 mm とした後，加熱温度を1250°
C ，熱間圧延終了温認められなかった．また，等温保持時間が 200 s を超えて度を900°
C，仕上板厚を 3.0 mm として仕上熱間圧延を施し，も，オーステナイト分率のさらなる増加は見られなかった．



新 進 気 鋭

サブグレインの成長により再結晶が進行していると考えられる．
一方，逆変態挙動に着目すると，Nb 添加によってフェラ
イト＋オーステナイト二相域焼鈍中におけるオーステナイト
分率は増加した(図 7 )． Song ら(12) は， Nb を添加しても焼鈍中のオーステナイト相形成の開始温度は変化しないことを報告している．本研究においても，Nb 添加によって使用した供試鋼の Ac1 変態温度はほとんど変化しなかったことから，鋼中における Nb の存在がオーステナイト相の形成を促進している可能性は低い．また，第 2 章において，オース
テナイト相の核生成サイトは，主に再結晶フェライト/未再結晶フェライト界面や未再結晶フェライト粒内のサブグレイ
ン界面であることを示した．つまり，オーステナイト相の核生成サイトの 1 つである未再結晶フェライト分率の増加に
図6

750°
Cでの等温保持時間と再結晶率の関係．

よって，フェライト＋オーステナイト二相域焼鈍中におけるオーステナイト分率は増加すると考えられる．したがって，
フェライト単相域焼鈍中における再結晶の進行の遅延が，フェライト＋オーステナイト二相域焼鈍中におけるオーステナ
イト相の核生成サイトの増加に寄与すると推察される．
上述したように，フェライト単相域では再結晶と析出，フェライト＋オーステナイト二相域では再結晶と相変態が競合し，極めて複雑なミクロ組織形成挙動を示した．マイクロア
ロイを添加した高強度鋼板をフェライト＋オーステナイト二相域で焼鈍する場合，最適なマイクロアロイの存在状態とオーステナイト相の分率や分布状態をそれぞれ想定した上で，焼鈍中の再結晶挙動を適切に制御し，再結晶挙動が引張強度や全伸びといった機械的性質に与える影響まで考慮する必要
がある．

.

お

わ

り

に

本稿では，焼鈍中の再結晶，逆変態および析出の競合現象
図7750°
Cでの等温保持時間とオーステナイト分率の関係．

に着目し，高強度鋼板における焼鈍中のミクロ組織形成機構を解析し得られた知見について述べた．特に，再結晶と逆変態が競合することにより再結晶の進行が著しく抑制されるこ以上のことから，Nb 添加によってフェライト＋オーステとは，従来の材料設計上全く考慮されていない現象である．

ナイト二相域焼鈍中における再結晶および逆変態挙動が大きしたがって，今後の高強度鋼板の材料設計においては，フェく変化したことは明らかである．上述したように，Nb や Ti

ライト単相域においてどの程度再結晶を進行させた上で二相といったマイクロアロイの添加により，焼鈍中の再結晶の進域へ加熱するのかという点も極めて重要であり，その点を考行が抑制されることは従来良く知られている．本研究におい慮して添加元素や製造条件を検討する必要がある．

ても， Nb 添加量の増加に伴って再結晶の進行は遅延した(図 6)．著者らは，焼鈍中における再結晶と析出の競合現象

本稿で述べた研究を遂行するにあたり，日鉄住金総研株式について解析し，Nb 添加型高強度鋼板を焼鈍した場合，焼会社・潮田浩作博士，新日鐵住金株式会社・吉永直樹博士，

鈍中に形成された Nb C クラスタが再結晶の進行を著しく

丸山直紀博士，杉浦夏子博士には，懇切なるご指導，ご鞭撻

遅延させる主因子であることを明らかにした(11)．したがっをいただいた．また，木更津工業高等専門学校・丸岡邦明博

て，本研究における Nb 添加による再結晶抑制効果も，主に士，段野下宙志氏には，多大なるご支援，ご協力をいただい

焼鈍中に形成された Nb C クラスタに起因していると推察た．関係各位に感謝の意を表する．

される．また，Nb 添加材の場合，フェライト単相域においてほとんど再結晶が進行しないままフェライト＋オーステナ
イト二相域に加熱されているため，二相域焼鈍中は基本的に

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan




文

献

( 1 ) M. Takahashi: TetsutoHagan áe, 100(2014), 8293.
( 2 ) S. Hayami, T. Furukawa, H. Gondoh and H. Takachi: Formable HSLA and DualPhase Steels, ed. by A. T. Davenport,
AIME, New York, (1979), 167180.
( 3 ) C. I. Garcia, K. Cho, Y. Gong, T. R. Chen and A. J. Deardo:
Mater. Sci. Tech., 2(2005), 7786.
( 4 ) S. R. Goodman: Conf. Proc. of Int. Conf. On Technology andApplications of HSLA steels, ASM, TMSAIME, Ohio,(1981), 239252.
( 5 ) T. Ogawa, N. Maruyama, N. Sugiura and N. Yoshinaga: ISIJ
Int., 50(2010), 469475.
( 6 ) W. Ye, R. L. Gall and G. Saindrenan: Mater. Sci. Eng. A, 332(2002), 4146.
( 7 ) D. Z. Yang, E. L. Brown, D. K. Matlock and G. Krauss: Metall.
Trans. A, 16(1985), 13851392.
( 8 ) M. Ferry, D. Muljono and D. P. Dunne: ISIJ Int., 41(2001),



10531060.
( 9 ) T. Suzuki: Tetsuto
Hagan áe, 70(1984), 18881897.
(10) T. Ogawa, K. Sato, H. Dannoshita, K. Maruoka and K.
Ushioda: ISIJ Int., 56(2016), 22902297.
(11) T. Ogawa, N. Sugiura, N. Maruyama and N. Yoshinaga: Mater.
Sci. Eng. A, 564(2013), 4245.
(12) R. Song, N. Fonstein, H. J. Jun, N. Pottore, D. Bhattacharya
and S. Jansto: Metallogr. Microstruct. Anal., 3(2014), 174
184.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
2013年 4 月 木更津工業高等専門学校機械工学科助教
2017年 3 月 金沢大学大学院自然科学研究科博士後期課程修了
2018年10月現職
専門分野材料組織学，材料強度学◎鉄鋼材料のミクロ組織形成機構に関する研究に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
小川登志男

新 進 気 鋭材料開発における AI・データ
科学活用に向けた取り組み(研)物質・材料研究機構

統合型材料開発・情報基盤部門(MaDIS)副部門長

出村雅彦
第 5 期科学技術基本計画(1) では， Society 5.0 すなわち超スマート社会の実現に必要な 11 のシステムの一つとして統合型材料開発システムが掲げられ，「計算科学・データ科学を駆使した革新的な機能性材料，構造材料等の創製を進める

図1

AI ・ デ ー タ 科 学 活 用 に 向 け た 3 つ の ア プ ロ ーチ(2)．(オンラインカラー)

とともに，その開発期間の大幅な短縮を実現する」(同 p.19)と謳われている．革新的な材料が Society 5.0 を支えるといては，鉄鋼溶接部を対象に，疲労，クリープ，脆性破壊，水う期待とともに，サイバーとフィジカルの融合という考え方

素脆化について，プロセスから性能を予測するための計算モによって材料開発そのものが刷新されることも企図されていジュール，また，それらをつなげたワークフローを構築し，ると言える．日本金属学会においても，マテリアルズ・イン

統合システムへの実装が進められている(4)．この中でデータ

フォマティクスやマテリアルズインテグレーションといっ科学はモデル選択やデータ同化という形で活用されている．

た，データ科学との融合領域の研究発表が近年増えてきていさらに，ワークフローで複雑な材料問題に関する順方向計算

る．本稿では， AI すなわちデータ科学を活用した材料開発ができるようになると，データ科学と組み合わせることで，について，我が国における取り組みを概説したい．

欲しい性能から材料組成やプロセスを探索する逆問題に取り物質・材料の研究開発にデータ科学を活用していく場合，組むことができるようになる．SIP(第 2 期)「統合型材料開物質・材料の持つ複雑さに比して材料データが必ずしも十分発システムによるマテリアル革命」では，この逆問題 MI 基とは言えないという点が問題となる．データ科学を適用する盤の構築が進められようとしている．

アプローチは，現時点では 3 つに整理できるだろう(図(2))．

これら 2 つのデータ科学を活用した研究開発が積み重ねアプローチの一つは，物質探索を目的としたマテリアル

られると，改めて，材料データの重要性が認識されるように

ズ・インフォマティクスである．我が国としてのまとまったなってきた．データ科学活用を進めるための 3 つ目のアプ

取り組みは， 2015年度に開始された JST イノベーションハ

ローチが材料データ基盤(インフラストラクチャー)の整備でブ構築事業「情報統合型物質・材料開発イニシアティブ」

ある． 2017 年度より物質・材料データプラットフォーム構( NIMS 拠点)を嚆矢とする．これに続く形で， CREST・さ築事業( NIMS 交付金事業)が開始された．ここでは，文献

きがけ等においてマテリアルズ・インフォマティクス関連のからの効率的な材料データ抽出手法，計測データの自動収集研究領域が設定され活発化している．第一原理計算とデータ

技術，様々な材料データを統合的に扱うためのシステムの開科学を組み合わせて対象の物性値を最大化(もしくは最小化)

発が進められている．

する物質の探索の他，最近では，文献データを用いた探索例

以上，物質・材料研究におけるデータ科学活用に向けた我も報告されている．これら物質探索への活用に加え，第一原が国の取り組みについて駆け足で述べてきた．現時点でのま理計算の高速化にデータ科学を活用する例もある(成果は文とめとしてお役に立てば幸いである．紙面の関係で取り上げ

献( 3 )を参照のこと)．世界でも取り組みが活発化しておることのできなかった施策(例えば NEDO 超超プロジェク

り，新たな学領域の形成が期待される．

ト(5)等)もあるが，ご容赦願いたい．

2 つ目のアプローチは，実用材料の複雑な課題に取り組む

ためのマテリアルズインテグレーション(MI)である．内閣文

献府戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」において，計算科学，実験，データベース，データ科
学を融合して，プロセス，組織，特性，性能という材料工学の 4 要素をつなぐというコンセプトが提案され，一領域として取り組まれてきた．このアプローチは欧米で Integrated
Computational Materials Engineering(ICME)と呼ばれるものと近い． 2014 年 10 月に開始された本プロジェクトにおい

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan( 1 ) https://www8.cao.go.jp/cstp/kihonkeikaku/index5.html( 2 ) 出村雅彦第70回白石記念講座，70(2018), 25
42.
( 3 ) https://www.nims.go.jp/MIII/index.html( 4 ) http://www.jst.go.jp/sip/k03/sm4i/project/projectd1.html( 5 ) https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100119.html(2018年12月11日受理)[doi:10.2320/materia.58.155](〒3050057 つくば市千現 12
1)




趣味に生きる
東北大学名誉教授

平賀>二2003 年，東北大学金属材料研究所(金研)を定年退職する

図1

吹矢の東北大会の風景．右側に立っている選手達
は，右側の的(客席の下に一列に並んでいる)をめ
がけて，左側の選手は左側の的(写っていない)をめがけて吹いている．的までの距離は，段位によって，8 m と 10 m に分かれている．

図2

北海道の“ぶらぶら旅”で立ち寄った十勝岳望岳
台で愛車と共に．バックの十勝岳と美瑛岳を巡る
登山を終えて．

時に，金研の親睦団体「共融会」のニュースに「ある定年退職者の遺言」とのタイトルで，以下の内容の挨拶文を書いた．「金研は昨今の業績主義の弊害から“研究バカ”の集団となりつつあると感じる．研究が大事であるとの言い訳をして，多くのことを捨ててる人が多い．なんの趣味を持たずに研究一筋でいくと，研究生活を終える時，間違いなく後悔す
ることになる．今の長寿の時代，定年後の人生が充分以上に残っている，その時を大いに楽しむためには，研究の時間を削っても，なにか研究以外のことをやり続けるかあるいは挑戦することが大切であろう．」
大袈裟に言えば，誰にでも“死”がやってくると同じように，研究者にとっては定年退職という研究に区切りをつける
時がやってくる．そして，その定年退職の後，今の長寿時代
では， 20 年，人によっては 30 年以上もの時が残っている．
この“老後”を有意義に使うためには，現役時代からの心構えが大切となってくる．定年後ほぼ 15 年を経た老人の今をお披露目して，現役の人たちが退職後を考える指針となればと思い，“趣味に生きる”とのタイトルで書いてみることにした．
人生において，嫌であるがやらなければならない「雑用」，

新しく挑戦した「趣味」として頑張っている．新しい「趣味」

利益を考えながらであるが楽しんでする「楽しい仕事」，利

への挑戦は，新しい喜びをもたらしてくれる．地元のシニア

益をまったく考えずに好きなことをする「趣味」がある．現

ー同好会に入り始めたビリヤードは， 73 才の高齢からのス

役時代，定年近くになって増えてきた「雑用」に振り回されタートであったが，零からの出発であるので，技術の向上がストレスを感じざるを得なかった．この「雑用」から開放さみられるのが嬉しく，花巻に滞在時は，月曜日から金曜日のれたのが定年退職の最大の喜びであった．若い頃，「雑用」

午後は，森の仕事から逃げて，楽しんでいる．また，仙台滞を出来るだけ避け，ある程度自分の好きなように進めてきた

在 時 は ， ス ポ ー ツ 吹 矢 を 76 歳 か ら 始 め ， 週 2 回 の 計 4 時

研究は，将来のポストや競争的資金の確保等を考えざるを得

間，技術向上を目指して頑張っている．この聞きなれないス

なかったが「楽しい仕事」であった．この「楽しい仕事」に

ポーツは，腹式呼吸が基本であることから，高齢者の健康に加えて，定年まで登山，スキー，テニスなどの「趣味」を学よいとして注目されている．一昨年は，東北大会，県大会に生と対等あるいは先頭切ってやってきた．年齢による体力の参加したが，500名ほどの参加者による東北大会では，大き衰えによって，今は，小さい孫と登る低い山の登山，シーズ

な体育館の左右の壁にそって置かれた計100個ほどの的をめ

ン 3 ， 4 回のゲレンデスキー，月に 2 ， 3 回のテニスとなっがけていっせいに矢を吹く様には驚かされた(図)．また，ているが，それでもこの「趣味」は続いている．

定年の年に購入した日産の車 Xtrail(後ろの座席を取り外す

若い時代から続く「趣味」はそれなりに大切であるが，新と 180 cm ほど平になり，体の小さな我々夫婦が充分寝れしい「趣味」に挑戦することも時間が充分ある退職者の特権る)で年に 2 ， 3 回，主に道の駅の駐車場で車の中で泊まりである．退職後の悠々自適の生活を夢見て，岩手県の花巻(車中泊)ながら，1 週間から 2 週間かけての気の向くままの(土地が安いため)の森の一部を手に入れ，そこに山小屋を建“ぶらぶら旅”も，自由時間が充分とれるようになってからてて，自然の中での晴耕雨読の生活に挑戦している．夢に見始まった新しい「趣味」である(図)．九州と沖縄を除いた

た悠々自適の生活からは程遠く，畑仕事，花壇の整備，草全国を走ってくれたおんぼろ車の総走行距離は 26 万キロを刈，木々の伐採と「雑用」的な仕事にふりまわされているが，越え，車中泊は140回ほどになっている．最近は，観光地巡

先達からのお便り

りを卒業して，“円空仏を巡る旅”，“縄文土器，縄文遺跡をほどの英文論文を発表できたことは，趣味の研究としては上巡る旅”，“北海道でパークゴルフ(北海道が発祥の地で，道出来であろう．さらに，年寄りの自慢話を加えさせてもらえ

内にはどんな小さ町でも芝生の綺麗なゴルフ場があり，多く

れば，趣味の研究の成果から，2 回のまてりあ論文賞に加えが無料で楽しめる)を楽しむ旅”，“ジオパークを巡る旅”，て，金属学会の写真賞を 6 回，国際写真展の 2006

“四国遍路を巡る旅”，“棚田百選を巡る旅”とある程度の目

tional Metallographic contest (ASM)の First Place，2 回の的をもって，旅をしている．旅はいろいろな出会いをもたら金属学会の論文賞を受けてきた．もちろん，年寄りに“賞”してくれる．すばらしい風景との出会い，人との出会い，地は不必要なものであるが，共同研究者の若者にとっては大切

方特有の文化との出会い，とさまざまな出会いが，年寄りのな業績になると思い，頂いてきた．

Interna-

脳にも新鮮ななにかを感じさせてくれる．この車での旅の秘金属学会から送られてきた原稿依頼書の趣旨の中にあっ訣は，1 日 1 時間ほどのウォーキングを入れること，食事はた，「著者自身の趣味について書いてよい」との箇所に力を地元の名物に舌鼓を，そして各地の温泉を楽しむことである．

得て，「趣味に生きる」との科学誌に相応しくない内容とな以上の体を動かす「趣味」のおかげで健康面の心配をせずってしまった．しかし，「趣味」にどっぷり漬かっている今に人生を楽しんでいる．この体を動かす「趣味」に加えての生活から書けることは，これくらいであろうと思っている．

“研究”という頭を使う「趣味」も続いている．若いとき，現役の皆様，退職後は，趣味に生きるか，ボランティアで

故平林眞先生の下で研究していた時は，ほとんど自分の興味社会に貢献するか，家でごろごろして家族に嫌われるかの人に従って研究を進めてきた．もちろん，自分の興味の下での生が待っております．どの道に行くかは，現役時代の心構え

研究は，無理をしても苦痛を感じない．電顕室の周辺を走るにかかっていることを肝に銘じておいて下さい．また，すで自動車による振動が少なくなる真夜中の観察が求められた百に退職している読者には，“今が一番若い”との思いで何事万ボルト電顕の観察のための週 2 回ほどの徹夜も苦にならにも挑戦することを勧めたい．

なかった．実験結果の纏めや論文作成に関しては今でも辛い

最近， NHK の番組「ためしてガッテン」から，「人との仕事であるが，電顕観察や観察像の解析は，「雑用」が増えつながりを作る」ことが健康寿命を延ばす最高の方法である

た定年近くでも，「楽しい仕事」として手放すことはなかっ(統計学的に立証されている)ことを知った．この説に自説をた．定年後は，なんの利益を考えずに進められるこの「楽し付け加えると，「同世代とのつながり」よりも「自分より若い仕事」は，テニスや山登り，スキーと同じ「趣味」となっい人たちとのつながり」がより効果的と考える．すなわち，て続いてきた．

「世代を超えてのつながりをもてる趣味」は健康寿命を延ば定年退職とともに研究活動は終わりとするつもりであった

す一番の方法と云える．研究における「人とのつながり」はが， 70 歳まで，月の半分を文科省のプロジェクトの非常勤

一般的には定年退職とともに途切れるが，趣味によるつなが職員として，学内あるいは学外の研究者が持ち込んでくる試

りは，趣味が続く限り，一生ものであるのが嬉しい．

料の電顕観察や観察像の解析のお手伝いをしてきた．そのここで述べた趣味は，テニス，吹矢，研究を除くが，常に間，若手研究者と一緒に MgRE(希土類金属)の系統的な仕“同行二人”です．これが，趣味を続けられる秘訣かもしれ事を行い， 15 編ほどの英文論文をまとめることができた．

ません．

この成果をまとめた“まてりあの解説論文(1) ”は 2011 年の

文

第 1 回のまてりあ論文賞を受けることとなった． 70 歳を過献ぎて完全にフリーとなった時も，最先端の電顕を自由に使い
株 の若者や，それぞれ得意分
高度な観察技術をもつ日本電子

野の若手研究者を集めて準結晶の研究グループを立ち上げ，( 1 ) 平賀>二，西嶋雅彦まてりあ，49(2010), 161169.
( 2 ) 平賀>二まてりあ，55(2016), 361369.
(2018年 8 月31日受理)[doi:10.2320/materia.58.156]

コミュニケーションやデーターのやり取りが瞬時に行える電子メールを使い，趣味の研究を進めてきた．最新鋭の収差補★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

正電顕による準結晶の再研究は，準結晶の構造の研究に大き1965 年 3 月に東京都立大学理学研究科物理学専攻修士課程修了． 1965 年 4 月から 38 年間，東北大学金属材料研究所に勤務． 2003 年 3 月に定年退職． 2003 年
4 月より2012年 3 月まで文部科学省産学官連携研究員
として東北大学金属材料研究所に勤務．東北大学名誉教授．
専門分野電子顕微鏡を用いた物質の微細組織および結晶構造の研究．

なブレークスルーももたらし， 11 編の英文論文となっている．この研究の成果をまとめた“まてりあの解説論文(2)”では， 2017 年のまてりあ論文賞をいただいている．準結晶の研究が一段落した今も，Mg 合金にもどり，細々であるが研究を進めており，新しい 2 編の英文論文が印刷になる段階となっている．このように，退職してから 15 年間に計 35 編

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan平賀e二★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★



～第16回 World Materials Day Award† 受賞～「ちゅうぞう」ってしってますか
愛知教育大学

教育学部 技術教育講座

唐田裕介

私たちが所属している愛知教育大学中等教育教員養成課程
技術専攻・北村研究室は，中学校技術科の教員を養成する技術専攻の中で主に機械工学に関する研究を行っている研究室です．現在，研究室には大学院修士課程 1 年生 1 名，学部 4
年生 2 名，学部 3 年生 3 名が所属しており，金属加工に関する教材開発や教育法，金属物性の研究などを行っています．
今日の中学校の教育現場では，金属加工分野の学習の形骸化が顕著であり，その結果，生徒が身近に関係しているはずの金属加工の授業がほとんど行われていません．また，親で

図1

当日の発表風景．

図2

完成した鋳造作品．

ある保護者の世代も，中学時代に十分な金属加工の授業を受けていないため，金属加工の知識が不十分な状況にあります．私たちはこのような状況を改善すべく，金属加工の知識とその重要性を社会や若者に啓発する活動として，今回部門賞を受賞した「ちゅうぞう」ってしってますかのテーマ

で発表を行いました(図)．
私たち技術専攻では小学生の子どもたちを対象としたボラ
ンティア活動として，「ものづくり教室」を行っています．
この活動は，年間を通して 5 回程度開催しており，私たち
北村研究室以外の技術専攻のメンバーも含め，それぞれの分野の研究を活かした教室を開催しています．今回の「ちゅうぞう」ってしってますか

に関する内容はこの「ものづくり教室」内で行いました．対象者は本学がある愛知県刈谷市
周辺の小学生 6 名と小学生の保護者です．今回の取り組み

原型を押し付けます．しっかりと型取りできたらフィルムごは，金属加工の授業の改善のために，中学校技術科の金属加と抜き取り，1 日から 3 日ほど乾燥させて鋳型を完成させま

工教材開発の一環としても行いました．

した．鋳造には，スズを主成分とする，市販の低融点合金

中学校の現場では，教材に掛けることができる予算が年々(融点138°C)チップを使用しました．低融点合金チップの融少なくなり，低予算での実施が求められています．また，教解には電熱ヒーターとオーブントースターを使用しました．

材に関する物品類は，入手が可能である必要もあります．今融解させた合金チップを先ほどの鋳型に流し込み，凝固させ回使用した低融点合金チップは安全を考慮し鉛・カドミウム

るために数分待つと，鋳造品が完成します(図)．

フリーのも のを用いました．価格は 2 kg で 16,524 円であ

今回の実践では数名の小学生のみを対象として行いましり，インターネットで購入することができます．鋳造に用いた．今後は本来の対象である中学生を対象とし同じような実た原型は 3D プリンタで作製した樹脂製のものを使用しまし践を行い，多くの子ども達に金属材料に興味を持ってもらえた．鋳造用の型は，樹脂性の原型を用いて以下の手順で作成

るように，教材開発に邁進してまいります．

しました．
まず紙粘土の上に食品用包装フイルムを乗せ，その上から(2019年 1 月 7 日受理)[doi:10.2320/materia.58.158](連絡先〒4890935 刈谷市井ヶ谷町広沢 1)† World Materials Day Award材料系国際学協会連携組織である IOMMMS では，材料系分野のプレゼンス向上のため「材料に関する知識とその重要性を社会や若者に啓発する活動」に貢献した学生を顕彰している．



スポットライト

図1

.

は じ

め

に

私は 2017 年 3 月に九州大学工学部物質科学工学科を卒業しました．現在，同大学の修士課程 2 年生として，学部 4年生の頃から所属している研究室で日々研究に励んでいます．まだ研究を始めて 3 年も経過していない未熟者ではありますが，これまでの研究内容と最近の取り組みについて紹介したいと思います．

.

研 究

内

容

私の所属している研究室は鉄鋼材料における力学特性の改善を目指した合金設計・組織制御技術について研究しています．従って研究室の多くの学生は，焼入れ，焼戻しのような熱処理，光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いた組織観察，そしてシャルピー試験や引張試験による力学特性の調査などを行っています．私もそれをイメージして研究室に配属されました．ところが，配属当日に発表された研究テーマが「極低炭
素・窒素が粒界偏析した降伏現象の解析」で，研究手法が分子動力学法という原子シミュレーションでした．一般的な低炭素鋼において，明瞭な上降伏点と下降伏点の見られる降伏現象が生じる事はよく知られていますが，この現象の原因については未だに決定的な結論が出ていません．当研究室では，これまでに実験的手法を用いて降伏現象に関する数多くの研究を行ってきましたが，降伏現象が高速かつ原子レベルの現象であるために実験的手法の限界を迎えていました．そこで登場するのが分子動力学法です．分子動力学法は原子間の結合を再現することができるため，設定条件によってナノサイズの拡散現象や変形挙動をシミュレーションすることも可能で，降伏現象の解明のブレイクスルーとなり得ます．上記のような理由で分子動力学法を用いて研究する事になったのですが，当研究室には分子動力学法を扱える人は誰もいませんでした．そこで共同研究者である本学の宗藤伸治准教授にマンツーマンでご指導して頂き，研究室で初めてのシミュ
レーション担当者になりました．
最初の研究テーマは，降伏現象の発現機構として最も知られているコットレル固着に関する研究でした．具体的には，
コットレル固着の単純なモデルである侵入型固溶原子(窒素原子) 1 原子と 1 本の刃状転位との相互作用の解析です．この研究により窒素原子と刃状転位との相互作用範囲は従来提唱されていた数 nm よりもさらに狭い約 0.4 nm である事が分かり，またピン止め力の定量評価に成功しました(1)．
現在は，下降伏点を支配している現象であるとされる転位

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

国際学会に向かう途中の筆者，金海国際空港にて．

のパイルアップモデルのシミュレーションを分子動力学法により行っています．また，この計算には時間が掛かるので，計算の合間に解析手法の論文を読んで解析ソフトを自分でプ
ログラミングしたり，分子動力学法の新たなポテンシャルパ
ラメーターを作成するために密度汎関数法の勉強をしながら第一原理計算を用いた研究を行ったりしています．

.

今 後 の 展 望

来年度からも引続き博士課程に進学して，今の研究を続けたいと考えています．現在は分子動力学法と第一原理計算を用いて研究を行っていますが，第一原理計算の勉強に一区切
りついたら，有限要素法の勉強とプログラミングにも挑戦したいと考えています．第一原理計算，分子動力学法，有限要素法の 3 つのシミュレーション手法を習得できれば，原子レベルの現象とマクロな現象を繋げる事のできる研究ができると考えているからです．さらにシミュレーションだけでな
く，分子動力学法による研究結果からやってみたい実験が出来たので，時間が許されれば，実験の方もやってみたいと考えています．

.

お

わ

り

に

たったの 3 年間ではありますが，修士 1 年生の頃から後輩を付けてシミュレーション部門を一任して頂き，また国内
学会や国際学会(図)，研究会への参加など本当に色々な事を経験させて頂きました．研究室に配属された当時は全く想像していませんでしたので，今の研究生活があるのも偏に先生方のお陰だと思っています．先ず，研究室で初となるシミュレーション担当者にして頂き，また研究だけでなくお酒の飲み方についてもご助言下さる高木節雄特任教授，研究についてのご指導や議論を時間の許す限りして頂いた宗藤伸治准教授，そして，現在の指導教員であり，研究についての議論や研究発表の仕方，論文の書き方など数多くのご指導を頂いた土山聡宏教授には厚く御礼申し上げます．これからの博士課程 3 年間も先生方に負けないような研究者になれるよう精進致しますので，ご指導ご鞭撻の程よろしくお願い致しま
す．

文

献

( 1 ) K. Hyodo, S. Araki, S. Munetoh, T. Tsuchiyama and S.
Takaki: Proceedings of the 5th International Symposium on
Steel Science, (2017), 175178.
(2019年 1 月25日受理)[doi:10.2320/materia.58.159](連絡先〒819
0395 福岡市中区元岡744)会議報告 19th International
Microscopy
Congress (IMC19)(2018年 9 月 9 日～14日)
東京大学大学院工学系研究科

総合研究機構助教

栃木栄太
2018 年 9 月 9 日～ 9 月 14 日に豪国シドニーの国際コンベ
ンションセンター(ICC Sydney)において 19th International
Microscopy Congress (IMC19)が開催された．IMC は国際顕微鏡学会連合(IFSM)が中心となり， 4 年毎に世界各地で開催されている国際会議であり，電子顕微鏡，光学顕微鏡，
プローブ顕微鏡といった各種顕微鏡法に関する理論，装置，観察・解析技術，応用研究について幅広く議論されるものである．IMC19は現地団体である Australian Microscopy &Microanalysis Society と IFSM が共催という形で実施された．なお IFSM 並びに IMC については文献( 1 )( 2 )に詳し
い．筆者はサファイヤにおける変形双晶の形成に関する構造
解析結果の報告と最新の微細構造解析技術の動向調査を目的として本会議に参加した．
東京より 10 時間程のオーバーナイトフライトを過ごし，
シドニー国際空港に降り立つ．日本との時差は＋1 時間．フ
ライト中に睡眠がとれていれば身体への負担もさほどなく初日の活動を開始できる．空港より北へ鉄道 T8 線とライトレールを乗り継いだ先にあるダーリングハーバー地区．ここは船着き場，ショッピングモール，ミュージアム，レストランが集まるシドニーでも有数の観光スポットとして知られる．
この地区の中ほどにあるひときわ大きな建屋が IMC19 の会場である ICC Sydney だ．
IMC19 では，大型の展示場を中心として， 2500 名収容のシアタールーム， 11 の会議室が主会場であった．主催者の報告によると，48ヵ国より参加者2142名，内学生387名ということである．セッションは44を数え，Physical Sciences,
Life Sciences, Instrumentation and Techniques, Frontier Issues ，の 4 つに大別される．講演件数はおよそ 1600 件であり，オーラル 630 件，ミニオーラル 380 件，デジタルポスター 440 件，通常ポスター 150 件といった内訳であった．開会，閉会の式典並びに各日のオープニングの基調講演
は 2500 名収容のシアタールームでのシングルセッション，
オーラルは 12 会場を用いたパラレルセッション，その他の講演は展示場内にて行われた．また，展示場では顕微鏡本
体，各種付属機器，ソフトウェア，書籍出版等を取り扱う企業のブースが100か所ほど設けられ，会期中には新製品のプ
ロモーションやライブデモ，商談が活発に行われている状況であった(図)．
ミニオーラルとデジタルポスターは一般的な会議では見られない先進的な試みであったと言える．これらは会議に先立ってポスター用スライド 5 枚以内をウェブサーバーにアッ



図1

展示場の様子．休憩時間には多数の参加者が集まる．

プロードし，当日は展示場の各所に設置された 45 インチ程のディスプレイパネル(計 20 台)を用い発表するというものである．ミニオーラルは専用ブースにて 3 分間の口頭発表と 1 分間の質疑応答，デジタルポスターはオーラルセッシ
ョンと並行した時間枠で 30 分間の発表時間が与えられた．
ディスプレイパネルはタッチパネルとなっており，タッチ操作に加え，動画像やアニメーションを盛り込むことも可能である．また，発表時間以外は参加者が各スライドを自由に閲覧できる．さらに， IMC19 専用アプリケーションが配布されており，各自のスマートフォン・タブレットにインストー
ルすることにより，会場内外でのスライド閲覧，レーティング(星評価)，発表者へのメッセージ送信といったことが可能となっていた．このような取り組みは従来の発表形式の枠組
みを広げ，学術会議の新たな可能性を示したものと感じられる．しかしながら，発表時間が非常に限られ，発表者と聴衆との議論が少なかったように見受けられた．学術会議においては直接議論を交わすことがその意義でもあるので，議論時間の確保についてはもう少し配慮がなされるべきと思われた．
筆者が講演したセッション“Ceramics and inorganic composites ”は会期中 1 日半に渡って行われ，主に透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた酸化物の粒界・界面の原子/電子構造解析に関する講演が多く行われていた．また，全講演の中でとりわけ注目を集めていた講演は，顕微鏡分野のノーベル賞受賞者である Prof. Dan Shechtman (2011年 化学賞)“The
Discovery of Quasi-Periodic Materials The Role of TEM”と Prof. Joachim Frank (2017年 化学賞)“Single-particle
cryogenic electron microscopy a new era of structural biology ”と言えるだろう．どちらもシアタールームのシングル
セッションにて行われ，多くの聴衆がノーベル賞につながる研究の一端について耳を傾けていた．
閉会式にて，次回の IMC20は 2022年に韓国釜山にて開催されることが発表された． IMC では材料科学に関する話題も多く，金属学会会員の興味とも合致する部分が多いだろう．まだ先の話であるが，釜山へは本邦から 2 時間程度のフライトであるので，この機会に参加を検討してみてはいかがだろうか．

文献( 1 ) 塩尻 詢電子顕微鏡，36(2001), 8082.
( 2 ) 古谷一夫顕微鏡，50(2015), 24.
(2018年12月 3 日受理)[doi:10.2320/materia.58.160](連絡先〒1138656 東京都文京区弥生 2
1116)

学会・研究会だより

一般財団法人ファインセラミックスセンター ナノ構造研究所
一般財団法人ファインセラミックスセンター執行理事
ナノ構造研究所副所長

平山

司

図1

ナノ構造研究所メンバー．

た，電車からの磁場の影響を最小にするために，必要に応じファインセラミックスセンター(Japan Fine Ceramics Cen-て電子顕微鏡室はパーマロイで囲んであります．その他，温ter，以下 JFCC と略記)は，我が国唯一のファインセラミッ

度変化や気圧の変化などの影響を最小にするための数々の工クスに関する「研究・試験・評価」を行う公益法人として，夫が施されています．この建物の設計・建築にも客員研究員

1985 年に設立されました(1) ．その後，狭義のセラミックスの先生方(特に山本剛久名大教授)の知識やご経験を生かしてに限定されることなく，急速に進化する幅広い領域の高機能あります．

材料の創製，計測，観察を行う研究所として発展しました．

JFCC 設立当初は，焼結させた高温構造セラミックス材料

さらに 2007 年には，従来から存在する「材料技術研究所」

が研究の中心だったようですが，現在のナノ構造研究所の研の中の一つの研究グループであった「微構造解析・計算グル

究対象は高温構造材料だけではなく，電池材料，磁石材料，ープ」を「ナノ構造研究所」に「格上げ」して稼働させまし半導体，誘電体など様々です(2)(4)．我々はこのような先端

た．材料技術研究所は新材料の創製開発と試験評価を中心と的な材料やデバイスを開発しようとする大学の先生方，独法する研究所であるのに対し，ナノ構造研究所は透過電子顕微の研究者，企業の技術者と協力して研究を展開します．

鏡(以下，TEM と略記)による様々な材料・デバイスの高精

JFCC はどこからも運営交付金をもらえない研究所ですの度な解析と第一原理計算をはじめとする先端材料の理論計算で，自分たち自身の人件費も含めた研究費のほぼすべてを外によって材料の創製・開発を強力にサポートすることをミッ部からの競争的資金や企業からの研究委託費などでまかなわ

ションにしています．

なければなりません．このようなシステムで長期にわたり存

現在ナノ構造研究所では所長(高田雅介)，副所長(平山続してきた財団法人研究所はきわめて希です．生きるために司)，3 人の客員主管研究員(幾原雄一東大教授，田中信夫名研究資金を稼ぎ続けなければならないことは大変つらく苦し

大名誉教授，田中功京大教授)のもとに， TEM を主たる手いことですが，そのことが常に新しい研究アイデアを絞り出

段 と す る 研究 グ ル ー プが 3 つ (電子 顕 微 鏡 基盤 G (加 藤 丈

し，建設的研究提案を行い，研究を前に進める原動力になっ晴)，電子線ホログラフィー G(山本和生)，環境電子顕微鏡ているように思います．また，我々の研究所を企業の研究所

G(川o忠寛))，理論計算を行う研究グループが 1 つ(計算材の分室のように活用して頂く「オープンラボ」と呼んでいる

料 G(森分博紀))，電子顕微鏡および理論計算の協働グルーシステムも有り，企業とは常に太いパイプを持って共同研究

プが 1 つ(電池材料解析 G (桑原彰秀))の合計 5 グループがを行っています．ここでも我々は，社会が何を求めている

置かれています(括弧内の個人名はグループリーダー)．在籍

か，何をすれば産業的・社会的価値があるのかをしばしば学者は正職員(研究員，技術員)，嘱託職員，期限付き研究職員

ぶことができます．

(いわゆるポスドク研究員)，企業からの出向者，パートタイ

図に JFCC の玄関付近で最近撮影したナノ構造研究所メマーなど多様性に富み，総勢約 30 名の活気ある部隊になっンバーの写真を示します．このメンバーでこれからも学術研ています． JFCC 全体では約 100 名程度ですので，割合とし究を産業に生かすべく努力を続けて行きたいと考えておりまては TEM にずいぶん重心を置いた人数構成と言えます．

す．

JFCC は名古屋の熱田神宮の近くにあり，すぐ近くを東海

道本線と名古屋鉄道が走っていますので，常に地面の震動や

文

献

浮遊磁場変動に悩まされる場所です．お世辞にも TEM 設置に適した場所とは言えません．TEM は JFCC 設立時に建設は，地面の震動の影響を少しでも減らすために約 2000 トン( 1 ) JFCC 設立30周年記念誌(2015).
( 2 ) K. Yamamoto, et al.: Microscopy, 66 (2017), 5061.
( 3 ) S. Kobayasi, et al.: Nat. Commun, 9 (2018), 2863.
( 4 ) H. Moriwake, et al.: Phys. Rev. B, 97 (2018), 224104.
(2019年 1 月 7 日受理)[doi:10.2320/materia.58.161]のコンクリートの土台の上に建設してあり，各 TEM はその(連絡先〒4568587 名古屋市熱田区六野 24
1)

した「研究棟」に 6 台，ナノ構造研究所設立時に建設した「電子顕微鏡棟」に 4 台設置されています．電子顕微鏡棟

重量や性能に合わせて設計した除振台に乗っています．まま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan




本
会

告

会

記

事

2019年春期(第164回)講演大会ご案内ならびに参加申込みについて ………………………………………………………………162
2019年春期講演大会併催企業説明会への学生参加者の募集…………………………………………………………………162
2019年春期講演大会概要集 DVD の販売について …………163
第 7 回ランチョンセミナー開催 ………………………………163
第11回男女共同参画ランチョンミーティング開催 …………163
平成31年春季 全国大学材料関係教室協議会講演会ご案内…………………………………………………………………164
2019年秋期講演大会外国人特別講演および招待講演募集 …164
日本金属学会主催国際会議企画提案募集 ……………………164
新設「研究会」発足のお知らせ ………………………………164
新設「若手研究グループ」発足のお知らせ …………………164
欧文誌編集委員会からのお知らせ ……………………………166

支部行事 …………………………166 新入会員 …………………………168
掲示板 ……………………………166 次号予告 …………………………169
会誌・欧文誌 3 号目次 …………167 行事カレンダー …………………170

事務局 渉 外 ・ 国 際 関 係secgnl＠jim.or.jp
会員サービス全般account＠jim.or.jp
会費・各種支払member＠jim.or.jp
刊 行 物 申 込 みordering＠jim.or.jp
セミナーシンポジウム参加申込みmeeting＠jim.or.jp
講 演 大 会annualm＠jim.or.jp
総 務 ・ 各 種 賞gaffair＠jim.or.jp
学術情報サービス全般secgnl＠jim.or.jp
調 査 ・ 研 究stevent＠jim.or.jp
まてりあ・広告materia＠jim.or.jp
会 誌 ・ 欧 文 誌editjt＠jim.or.jp
公益社団法人日本金属学会
〒


 仙台市青葉区一番町




 FAX 





TEL 
https://jim.or.jp/

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．
会告原稿締切毎月 1 日で，翌月号掲載です．
掲示板や行事のご案内は，ホームページにも掲載しております．

会

告(ホームページもご参照下さい)年春期(第回)講演大会ご案内ならびに参加申込みについて会期年月日(水)～月日(金)会場東京電機大学東京千住キャンパス(〒1208551 東京都足立区千住旭町 5)

懇親会年月日(水)～(東京電機大学東京千住キャンパス

1 号館 1 階100周年ホール)

大会参加申込当日受付(事前受付終了)
講演発表本号付録およびホームページ掲載
細ホームページ→講演大会→2019春期講演大会案内をご参照下さい．

詳年春期講演大会併催企業説明会への学生参加者の募集
2019年春期講演大会に合わせ，学生のキャリアサポートの一環として本会主催により，日本金属学会・日本鉄鋼協会講演大会併催の第 5
回企業説明会を東京電機大学東京千住キャンパスにて開催します．本説明会は，学生にできるだけ多くの素材・材料関連企業に接してもら
い，進路選択に役立ててもらおうというものです．日本金属学会学生員及び日本鉄鋼協会学生会員並びに東京電機大学学生を対象に募集しますので，奮ってご応募下さい．
学生の皆さんが参加しやすいように講演大会期間の最終日に開催いたします．ほぼ終日ブースを開設して，講演の合間や講演終了後にも企業ブースを訪問できるようにするとともに，昼食(軽食)を提供して昼休み時間にブースを訪問しやすくしています．また，参加企業の担当者とより詳しく情報交換できるように，説明会終了後に参加企業の担当者との交流会(立食懇親会)を開催します．

開催場所

2019年 3 月22日(金)(春期講演大会の 3 日目)
東京電機大学東京千住キャンパス(東京都足立区千住旭町 5 番)

主催

公益社団法人日本金属学会

協賛

東京電機大学学生支援センター，一般社団法人日本鉄鋼協会

開 催 日

参加企業

素材，材料関連の企業44社

スケジュール
応募資格

1100～1630
1700～1830

ブース説明会(企業ブースでの対面説明)＊出入り自由．昼食(軽食)提供．
参加企業担当者との交流会(立食懇親会，参加無料)＊ブース説明会のみの参加も可．

日本金属学会学生員，日本鉄鋼協会学生会員，東京電機大学大学生

応募方法 本会ホームページ上の参加申し込み画面(https://data.jim.or.jp/jim/kigyou/)から申し込む．
年
月日(月)～
年月日(金)
募集期間 
問合せ先



公益社団法人日本金属学会

企業説明会担当(山村) 022
2233685

Email: jim.company2018＠jim.or.jp

本 会 記 事～ 第回企業説明会参加企業 ～愛知製鋼株式会社
大阪製鐵株式会社
株式会社神戸製鋼所
JX 金属株式会社
昭和電線ホールディングス株式会社
住友金属鉱山株式会社
大同特殊鋼株式会社
中外炉工業株式会社
東京製綱株式会社
株式会社特殊金属エクセル
日新製鋼株式会社
日鉄住金テクノロジー株式会社
日本冶金工業株式会社
古河電気工業株式会社
三菱製鋼株式会社(50音順)

石福金属興業株式会社
高周波熱錬株式会社
株式会社コベルコ科研JFE 条鋼株式会社
新日鐵住金株式会社
住友重機械工業株式会社
ダイハツ工業株式会社
TPR 株式会社
株式会社東芝トピー工業株式会社
日鐵住金建材株式会社
日本軽金属株式会社
日立金属株式会社
三井金属鉱業株式会社
ヤマハ発動機株式会社

株式会社荏原製作所
合同製鐵株式会社
山陽特殊製鋼株式会社
JFE スチール株式会社
新日本電工株式会社
住友重機械ハイマテックス株式会社
中越合金鋳工株式会社
TDK 株式会社
東邦チタニウム株式会社
ニダック株式会社
日鉄住金 SG ワイヤ株式会社
日本発条株式会社
福田金属箔粉工業株式会社
三菱アルミニウム株式会社「高速型 EBSD 検出器(Velocity)の特性と材料組織解析への適年春期講演大会概要集 DVD の販売について

用例の紹介」(鈴木清一)

2019年春期講演大会の概要集 DVD を販売いたします．
ご購入希望の方は下記をご記入の上， E mail または FAX でお株 日立ハイテクノロジーズH 会場(2 号館 7 階2704)
「組成・組織・InSitu 観察はここまできた．日立 FE SEM ，申し込み下さい．

SU7000」(立花繁明)
株  I 会 場( 2 号館 7 階
ヴァーダー・サイエ ンティフィック

 件名「
◯年春期講演大会講演概要集 DVD 購入申込」，

2705)

 申込者氏名，◯
 会員資格(会員番号併記)，◯
 申込数，◯

株 L 会場(2 号館 8 階2804)
NISSHA エフアイエス
「ppb レベルでの鋼材中水素測定について」

 送付先住所◯

月日の発行後，請求書を添えて送付いたします．ホームペー
ジに申込書があります．

会員価本体4,000円＋税 定価本体10,000円＋税 送料360円

Email: ordering＠jim.or.jp

申込先

第
回男女共同参画ランチョンミーティング「金属材料分野での多様なキャリアパス」

FAX 0222236312%
主催

男女共同参画委員会日本金属学会・日本鉄鋼協会

協

賛

男女共同参画学協会連絡会

春期講演大会の会期中に，第 7 回ランチョンセミナーを開催い日

日(金) ～
時 年月

たします．このセミナーは，参加者の皆様に講演大会の昼食時間を

会場

第回ランチョンセミナー開催

利用して昼食をとって頂きながら，企業による最新の技術情報を聴講いただく企画です．参加無料です．多くの皆様のご参加をお待ち

参加費

館5405A)
無料 弁当30人分までは無料提供．
(講演大会参加申込の有無にかかわらず，このミーティン

しております．
主催

公益社団法人企画

株式会社

グに参加できます)

日本金属学会

プログラム

明報社

日(木)
日時 年月
会場

東京電機大学東京千住キャンパス鉄鋼協会第17会場( 5 号

昼休み時間

東京電機大学東京千住キャンパス

司会

2 号館日本金属学会講演

御手洗容子(物質・材料研究機構)

12 : 05～12 : 10

会場(詳細は次号)
参加費

無料
～

参加方法

男女共同参画委員会新委員長

奈良女子大 松岡由貴

12 : 10 ～12 : 40 「宇宙飛行士サポートから研究員，研究員から企画

昼食を無料提供いたします．
皆様のご参加をお待ちしております

開会の挨拶

管理へ～三児の母として～」～月
日(木)
より参加券を「機器展示会場」にて

株 IHI 技術開発本部計画管理グループ課長 高橋

配布致します．金属学会，または鉄鋼協会の大会参加証

12 : 40～12 : 50

総合討論をご提示下さい．引き換えにご希望のセミナー参加券を12 : 50～12 : 55

閉会の挨拶

お渡し致します．時間になりましたら，参加券をご持参

男女共同参画委員会新副委員長

円

九大 尾崎由紀子の上，セミナー会場までお越し下さい．
※予定数に達し次第，配布は終了致します．
※ランチョンセミナーは同業者様等のご入場(セミナー

平成
年春季

参加券をお持ちの場合でも)をお断りする場合がござ

全国大学材料関係教室協議会
講演会のご案内います．予めご了承下さい．
日

時 年月
日(金) ～
株  C 会場( 2 号館 6
オックスフォード・インストゥルメンツ

場

所階2604)

講演会

2 号館 5 階2504教室
材料開発ツールとしてのマテリアルズインテグレーション

聴講料

無料

参加企業

東京電機大学東京千住キャンパス「CMOS: new detector technology for EBSD」(森田博文)
株 TSL ソリューションズD 会場(2 号館 6 階2605)


ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan東京大学大学院工学系研究科

教授 榎

学




年秋期講演大会の外国人特別講演および招待講演募集―公益社団法人日本金属学会主催国際会議実施方針(年月改訂抜粋)―.

春秋講演大会における外国人研究者による特別講演と招待講演に

基本的要件



ついては会員からの推薦をもとに，国際学術交流委員会において審開催要望が国内外で高まっており，かつ本会会員からも要望されていること．

議採択し，講演実施細目については講演大会委員会で決定いたしま

関係国内学協会の協賛が得られること．

す． 2019 年秋期講演大会の特別講演と招待講演を募集いたします

会議の計画内容が本会主催の会議としてふさわしいと認めらので，下記要領によりご推薦下さい．

れること．

特別講演

11 会議の構成，主要題目，日程，使用語が適切である．
12 参加国数および国外参加者が10カ国50名以上予定されていること．

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

13

参加予定国および参加予定者は確実な根拠に基づいて

滞在費補助10,000円×5 日(上限日数)推定されていること．

14

その他大会参加費免除，懇親会招待

当該分野における国内外の代表的研究者の参加が予定されていること．

招待講演講演者有益な講演が期待される国内に滞在する外国人研究者

会議の Proceedings を刊行する場合は，多重投稿等ミスコン
ダクトが生じないよう対策をとること．実施する対策を事前とする．
講演時間15分(討論 5 分)に届け出て本会の承認を得ること．

採択件数5 件程度

.

本会主催国際会議の区分と規模

滞在費補助なしその他大会参加費免除



JIMIS国際シンポジウム―参加者150名未満
JIMIC国際コンファレンス―参加者150名以上



その他の国際会議―国際的要請に基づいて主催する国際集会

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)により，下記メールアドレス宛に「外国人特別講演推薦」と明記しお送り下さい．

等.

送信後 2～3 日過ぎても受理メールの無い場合はお問合せ下さい．
日(金)推薦書提出期日 年月

開催頻度
必要に応じて随時開催する．

.

照会・推薦書提出先〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432

テーマの公募，選定方法｢まてりあ」会告で定期的に企画提案を募集する．



提案された企画案は，まず分科会運営委員会において検討，
優先順位を付けて，国際学術交流委員会に提示する．

(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%

国際学術交流委員会において実施企画，会議の区分，貸与金

理事会において正式決定し，提案責任者に対して文書によりEmail: stevent＠jim.or.jp

日本金属学会主催国際会議企画提案募集(内定)を決定して，理事会に答申する．
決定通知と開催準備推進の依頼を行う．
.

財

源

本会が主催する国際会議につきまして，ダイナミックな国際化の




参加費

動きに即したタイムリーな企画を選定するため，次の方針で提案募

文部科学省補助金集を行います． 2021 年度以降開催の国際会議が対象です．ご参照



地方公共団体補助金の上，期日までに有意義な企画をご提案下さいますようお願いいた

民間財団補助金

します．



本会国際学術交流資金からの貸与金(上限 100 万円会議後返日(金)提案締切日 年月

却)

下記事項を記載した文書( A 判)をもって，本会会長宛

提案要項に申請して下さい．(提案書) 会議の名称(和文名・英文名)





.

寄付金
業務処理の会計処理

本会の「国際会議開催準備マニュアル」と「国際会議会計処理マ

 会期
ニュアル」に準拠する(これらの資料は採択決定後に提案責任者に

 開催地・会場予定送付する)．

 会議の目的・特徴 日本開催の経緯と意義 計画概要

新設「研究会」発足のお知らせ

．協賛，後援団体
．主要準備日程
．使用語

本年 3 月から新たに下記の研究会が発足いたします．メンバー
として登録を希望される方は，氏名，勤務先，連絡先(E mail ad-

．参加予定者数(国内外)

dress 含む)を明記の上，世話人宛にお申込み下さい．研究会の活動期間は 1 期 5 ヶ年以内です．

．著名な国内外参加予定者(氏名・所属・役職)

継続更新の場合は，延長期間 1 期 3 年以内，最長活動期間は 2 期 8

．パラレルセッション数およびポスターセッションの有無

年以内です．

．プロシーディングスの出版(出版元・予定頁数，製作部(研究会新設募集7 号会告予定/申請締切日9 月 2 日)

．参加予定国(国名・国数)

数・頒価・配布方法)
．予算(収入・支出明細)
 準備委員会委員(氏名・所属・役職) 提案(連絡)責任者(氏名・所属・役職・住所・電話・E
mail)

提案書送付先■．微小領域の力学特性評価とマルチスケールモデリング研究会

1 期 5 年間(2019年 3 月～2024年 2 月)
ナノインデンテーション法や TEM ・ SEM その場変形などの微活動期間〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432

小領域力学特性評価手法が発達し，様々な材料への応用が拡大して(公社)日本金属学会 国際会議募集係

いる．測定機器の発展がめざましい一方，測定データの解析法や解釈には課題が多い．また，微小領域の力学挙動とマクロ特性との関

本 会 記 事係におけるマルチスケールモデリングも重要な課題である．本研究て容易に比較，検討を行うことが可能であり，目標値も明確になっ会では，多様な材料を対象とする微小領域の力学特性を議論し，そている場合が多い(最大引張強さや弾性率など)．

れらを素過程とするマクロスケールの機械的性質の発現機構につい一方，生体との反応性は生体用材料独自の評価項目である．最終て明確化することを目的とする．2018. 7 に開催された 6th

InterWorkshop ( 金 属 学 会 協 賛 ， Chair  大 村

的には臨床試験が行われるが，材料開発の段階においては， 1. 擬

national Indentation(NIMS )，池田(北大))において，機械，物理などの多様な分野間

似体液と呼ばれる生体内を模擬した溶液中での挙動調査， 2. 細胞で 活 発 な 議 論 が 行 わ れ た ． Workshop Proceedings は ， Mater.

や細菌培養試験による細胞・細菌との反応性評価， 3. マウスやウ
サギ，犬等の動物を用いた動物埋入試験，が行われている．ただTrans. 誌の特集号として発刊する準備を進めている．これを契機に，日本国内において当該分野の活動が継続できる研究会の要請がし，動物埋入試験については，動物愛護の観点から必要最低限にす

参加者から高まり，本提案に至った次第である．

般的である．

代表世話人

現在，擬似体液浸漬試験や細胞・細菌培養試験については，JIS，

大村孝仁
物質・材料研究機構
 029
8592164

ることが求められており，基本的には上記 1 および 2 の評価が一

構造材料研究拠点

副拠点長

FAX 0298592121%

ASTM ， ISO に評価方法が規格化されている．擬似体液浸漬試験
によるアパタイト形成能評価については，小久保グループが開発しEmail: ohmura.takahito＠nims.go.jp

た Kokubo solution が世界標準となっており，とくにセラミックス
や金属分野では骨形成能の指標として Kokubo solution 浸漬による新設「若手研究グループ」発足のお知らせ

27 (2006) 2907.)が広く行われている．
一方，抗菌性試験については， JIS Z2801 に「抗菌加工製品抗若手および調査・研究事業を活性化することを狙いとして，若手

菌性試験方法・抗菌効果」として規格化されているものの，試験片アパタイト形成評価(T. Kokubo and H. Takadama: Biomaterials,

主体の研究グループを発足しています．

形状が50±2 mm 角と指定されており，大学等でのラボスケールでの材料開発の段階においては大きすぎる．そのため，各研究者(研■「次世代高性能磁性材料研究グループ」

究グループ)においてスケールダウンして評価を行っており，独自

活動期間2019年 3 月 1 日～2021年 2 月28日の 2 年間経済発展と社会的課題の解決を両立する社会の実現に向けたの評価方法となっている．細胞培養試験に至っては，材料の滅菌法``Society 5.0'' が提唱されている．この Society 5.0 の目指す具体例
としては，IoT，ロボット，AI，ビッグデータ等の先端技術を活用

等も各研究者が独自の方法で行っている状況である．そのため，学したロボット介護や自動車の自動走行，工場での自動生産などが内ず，その材料の特性が十分に理解されていない状況である．

閣府により提示されている．したがって今後，IoT やロボット関連

目的

産業が一層拡大していくものと予想されるが，これらの発展に欠かせない材料として挙げられるのが，磁性材料である．磁性材料は磁そこで本研究グループにおいては(I)細菌培養試験による抗菌性評価，(II)細胞培養試験による生体組織と材料の反応性評価，に着気センサーや不揮発性メモリーをはじめ電気・情報通信機器を支え目し，各研究者間でデータの比較ができるような評価方法標準化のる重要な材料であり，さらに，永久磁石型モータは小型・高出力が提案を目的とする．具体的には，現在の状況を分析するために(1)
規格化済評価方法の整理，(2)実際の評価方法の調査，を行う．そ

得られることから車載用を筆頭に需要が拡大しており，現代社会はや細胞種が統一されておらず，加えて，細胞のカウントや形態観察
会や論文等で発表されるデータを研究者間で比較することができなどがますます普及していくにつれ，高性能なセンサーやモータのの結果を踏まえて( 3 )ラボレベルで行える評価方法の立案，( 4 )ラウンドロビンテスト(同一標準試料を用いて，各研究者で評価を行

開発要求も一層高まるものと予想され，そのためには高性能磁性材う)，および( 5 )各自の試料を用いた評価試験，を行い，最終的に料の開発が必要不可欠な課題といえる．

は(6)上記(I), (II)について，日本金属学会法として評価方法を関連学会に提案する．

磁性材料なしには成り立たない．今後，自動走行自動車やロボット

磁性材料の更なる高性能化には用途に応じた高度な材料設計が必要であるが，現状，材料研究開発とユーザーの若手研究者間の横断的な交流が少なく，高度な材料設計をする基盤が十分でない．

意義
若手研究者が集い，勉強会を開催することで各種評価方法の現状

そこで本研究グループは磁性材料，磁性微粒子，先端組織観察，整理，知識の共通化が図られる．加えて，各種評価方法の標準化に

理論計算，モータ設計と多分野にわたる若手研究者らで構成され，おいては，実験手技の観点のみならず，原理原則を理解した上で提若手研究者間の横断的な交流の場を提供する．さらに，予算を活用案する必要がある．若手研究者が真に現象の原理原則を理解するこ

して産業界からも積極的に研究者を招聘し，次世代モータなど産業とは，生体材料という各論になりがちな分野において，将来，学問界の今後の展望や課題などについて忌憚なく議論する．それによっ体系の構築につながる．

て，現状の磁性材料の課題抽出を行い，次世代の磁性材料開発指針

得られる成果・目標を獲得することを目的としている．

これまで，生体材料においては，明確な数値として現れる評価方

本研究グループにより異なる専門分野の若手研究者同士の積極的法が少なく，各自が開発した材料・表面処理の有効性を明確に示すな交流を促し，将来，新たな共同研究への発展ならびに競争的資金ことができず，比較材との相対的な評価しかできなかった．本評価

獲得へ向けたグループ形成も期待される．

方法の標準化により，絶対的な評価が可能となり，生体材料分野の代表者

松浦昌志(東北大学大学院工学研究科)

研究推進が期待される．提案した評価方法にて評価した成果を積極 022795
7333

的に学会および論文として発表することで，本研究グループの成果

Emailmmatsu＠material.tohoku.ac.jpの認知を図ると共に，各自の新規開発材料自体のアピールにもつなげる．

■「生体用金属・セラミックス材料の生体外評価に関する標準化検討グループ」
活動期間2019年 3 月 1 日～2021年 2 月28日の 2 年間
生体用材料は，材料学的な基本特性(たとえば強度，延性など)に加えて，骨形成能，抗菌性，細胞やタンパク質の接着性といった生加えて，構成員には，金属，セラミックス，細胞を基礎とする学側および企業側研究者が参画することで，本研究グループを通した共同研究，新規材料開発に進展することが期待される．
代表者

上田恭介(東北大学大学院工学研究科)
 0227957295

Emailueda＠material.tohoku.ac.jp

体との反応性(挙動)の制御も必要である．材料学的基本特性の評価
方法については，これまで非常に多くの歴史とノウハウがあり，その手法はほぼ確立されている．そのため，研究者間でその値につい

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan




2.

放射光実験と理論計算による鉄鋼材料の元素挙動解析」
九大大学院総合理工学研究院

特集企画の投稿募集

3.

相変態に伴う炭素分配の実験・計算複合解析
株 スチール研
JFE スチール

下記テーマに関する特集企画の投稿を募集いたします．

■Advanced Metal Forming Technologies in Asia(アジアにおける最近の塑性加工技術)

准教授 西堀麻衣子

物質科学

分析・物性研究部

参加費

無料

定

50名
九州大学大学院工学研究院員

問合先

 0928023486

松村

主任研究員 田中裕二

晶Email: syo＠nucl.kyushuu.ac.jp

近年，ものづくりの中心がアジアに移りつつある中で，アジア諸国における金属材料の塑性加工関連の研究開発が大変盛んであり，
年々そのレベルが高くなっている．このような情勢の中で， 2019年 7 月 31日8 月 3 日の期間で，日本塑性加工学会，韓国塑性加工学会，中国塑性加工学会及び台湾塑性加工学会の共同開催で，東京
ビッグサイトで下記 2 つの国際会議を開催する予定である．

1)

The 2nd Asian Pacific Symposium on Technology of Plasticity (APSTP 2019)2)

The 12th Asian Workshop on Micro/Nano Forming Technol-ogy (AWMFT 2019)
この 2 つの学会で発表される論文数が合計100編程度と予想しているが，その中から，1520編程度をセレクトし，さらに査読を経て内容を充実させた論文に加え，関連の投稿論文を Materials Trans-〈公募類記事〉
無料掲載募集人員，締切日，問合先のみ掲載．
有料掲載1/4頁(700～800文字)程度．
「まてりあ」とホームページに掲載15,000円＋税ホームページのみ掲載
10,000円＋税〈その他の記事〉 原則として有料掲載．
原稿締切・掲載号毎月 1 日締切で翌月号 1 回掲載
原稿提出方法電子メールと FAX 両方(受け取りメールの確認をして下さい)原稿送信先%FAX 0222236312 Email : materia＠jim.or.jp

action の特集号に掲載することを計画している．

◇レアメタル研究会◇

上記テーマに関する特集を， Materials Transactions 61 巻 2 号( 2020 年 2 月発行)に予定しております．多数ご投稿下さいますよ
うお願いいたします．
掲載予定号第61巻第 2 号(2020年)
年月日
原稿締切日
投稿に際しては，日本金属学会欧文誌投稿の手引・執筆要領(本会 Web ページ)に従うこと．
通常の投稿論文と同様の審査過程を経て，編集委員会で採否を決定する．
著者は，投稿・掲載費用をご負担願います．
問合せ先

〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会 欧文誌編集委員会
 0222233685

FAX 0222236312%

Email: editjt＠jim.or.jp［共催］日本鉄鋼協会九州支部
場

所

2019年 3 月13日(水)1330～1700
九州大学筑紫キャンパス 共通管理棟 3 階大会議室(〒8168580 春日市春日公園 61)

プログラム
1330～1430

湯川記念講演会
金属材料の組織と弾塑性変形挙動の中性子回折法
による解析
物質・材料研究機構

構造材料研究拠点

高強度材料グループ NIMS 特別研究員 友田
1450～1700

陽

講演討論会

テーマ先端的実験と数理解析による材料研究の新たな展開

1.

電子線ホログラフィーと統計数理解析電磁場解析の高精度化を目指して
九大大学院工学研究院



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■開催会場 東京大学生産技術研究所 An 棟 2F コンベンショ
ンホール 〒1538505 目黒区駒場 46
1
(最寄り駅駒場東大前，東北沢，代々木上原)
https://www.iis.utokyo.ac.jp/ja/access/■参加登録・お問い合わせ
岡部研 レアメタル研究会事務担当 宮嵜智子(okabelab＠iis.u
tokyo.ac.jp)〈平成30年度 レアメタル研究会開催予定のご案内〉(2019.1.12現在)■第85回 2019年 3 月 8 日(金)★佐藤修彰教授と藤田豊久教授が熱く語る特別シンポジウム＋慰労会★(合同開催)

年度春季講演会時

レアメタル研究会
東京大学生産技術研究所 教授

https://jim.or.jp/

支部行事

日

■主
催
■主 宰 者■協力■共催エネルギー量子工学■第85回 2019年 3 月 8 日(金) 1400～
会場変更駒場キャンパス 先端科学技術研究センター 3 号
館南棟 1 階 ENEOS ホール★佐藤修彰教授と藤田豊久教授が熱く語る特別シンポジウム＋
慰労会★(合同開催)
テーマご卒業講演佐藤先生，藤田先生の研究と活動，非鉄業界と研究の将来展望
時 間午後 200～
講 演
稀有なレアメタル実験室 (60分)東北大学 多元物質科学研究所 教授 佐藤修彰 講師
講師依頼中 (40分)リサイクルと環境浄化など (60分)東京大学 工学系研究科システム創成学専攻 教授 藤田豊久 講師
午後 6  00 ～ 研究交流会・意見交換会(S 棟プレゼンテーション
ルームに変更)＊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

教授 村上恭和

本 会 記 事Solubility of CaS in CaCl2
LiCl Eutectic Melt

日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文

Takahiro Matsuzaki, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui,
Tatsuya Kikuchi and Mikito Ueda

Vol. 83, No. 3（2019）―レビュー―
マグネシウムの靱性・延性に及ぼす添加元素の影響
染川英俊

―論
文―
湿式還元法により合成した単分散銀粒子の焼結性および電気的特性
小寺喬之

荻原

隆

大下健二

青柳伸宜

小林由美惠

アルミニウム合金へ成膜した SiDLC/DLC 多層膜の膜特性におよぼす積層回数および膜厚比の影響
丸野英伸

西本明生

中国「新」時代に制作されたと伝えられる貨幣『一刀』に用いられた金属工芸技法
桐野文良

大野直志

田口智子

反応焼結法で作製した高強度 TiC(1－X) 粒子強化型 Ti
基複合材料の高比抵抗化と高剛性化に及ぼす C と Al
元素の影響
古田忠彦

椎名克臣

植田義久

嶋崎

忍

中村喜代治

Phase Transformations and Deoxidation Kinetics
during the Electrochemical Reduction of TiO2 in
Mengjun Hu, Tongxiang Ma,
Molten CaCl2
Leizhang Gao, Pingsheng Lai, Zhengfeng Qu,
Liangying Wen, Dacheng Li, Shengfu Zhang andMeilong Hu

Phase Composition, Microstructure, Corrosion
Resistance and Mechanical Properties of Molten
Salt Electrochemically Synthesised TiNbSn
D. Sri Maha Vishnu,
Biomedical Alloys
Jagadeesh Sure, R. Vasant Kumar and Carsten Schwandt―Regular Article―
Materials Physics

Characterization of Precipitated Phases and Carbides' Coarsening in DH36 Shipbuilding Steel during Tempering Process
Angang Ning, Shebin Wang, Yiwa Luo and Yequn Liu
Microstructure of Materials

Ab-Initio Study of (111) to (001) Texture Transformation in Ag Thin Films
Cheng-Yu Chien, Jung-Yao Yeh, Young-Chin Huang,
Ming-Tzer Lin and Po-Liang Liu

Materials Transactions 掲載論文

Mechanosynthesis and Reversible
Storage of Mg2Ni and Mg2Cu Alloys

Vol. 60, No. 3（2019）―Special Issue on Titanium Production by
Molten Salt Electrochemical Process―
PREFACE

Gudrun Savarsdottir,
Geir Martin Haarberg and Ryosuke O. Suzuki

HydrogenTohru Nobuki, Yuki Okuzumi, Minoru Hatate,
Jean-Claude Crivello, Fermin Cuevas and Jean-Marc Joubert
Mechanics of Materials

Evaluation of Work Hardening and Tensile
Strength for Press Worked Products Plastic
Strained from Multiaxial Direction

andTetsuro Ishimura and Souichiro Nishino

Jinyu Wu, Jianxun Song, Hongmin Zhu,
Yongchun Shu and Jilin He

Rice Hull Charcoal for Adsorption of Cesium andStrontium in Aqueous Solution

Electrochemical Dy-Alloying Behaviors of Inconeland Hastelloy in Molten LiF
CaF2
DyF3

Shinya Kobayashi, Kosuke Noda, Hirohumi Shibata,
Soichiro Matsubara, Norihisa Kawamura and Toru Nonami

Yusaku Watanabe, Yutaro Norikawa, Kouji Yasuda andToshiyuki Nohira

Effect of Heating Rate on Microstructure, Texture
and Tensile Properties of AA7085

Equilibrium between Metallic Titanium
Titanium Ions in MgCl2
LiCl Molten Salt

Solubility of CaS in Molten CaCl2
Takahiro Matsuzaki, Ryosuke O. Suzuki, Shungo Natsui,
Tatsuya Kikuchi and Mikito Ueda

Molten Salt Electrochemical Synthesis, Heat
Treatment and Microhardness of Ti
5Ta
2Nb
Jagadeesh Sure, D. Sri Maha Vishnu,
Alloy
R. Vasant Kumar and Carsten Schwandt

Preparation of Titanium Metal Using Titanium
Suboxides in Molten Salt
Ma Tongxiang, Hu Mengjun, Lai Pingsheng,
Wen Liangying and Hu Meilong

Production of Fine Titanium Powder from Titanium Sponge by the Shuttle of the Disproportionation Reaction in Molten NaClKCl
Xin Lu, Takuya Ono, Osamu Takeda and Hongmin Zhu

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

Materials Chemistry

Qunying Yang, Xiaoyong Liu and Xiangze Fan
Materials Processing

Preparation for WC
Ni3Al Hard Metal by Vacuum
Kiyotaka Katou, Koji Shimojima andSintering
Hiroyuki Hosokawa
Engineering Materials and Their Applications

Directional Magnetic Modification of Iron Rhodium Compound by Ion Irradiation and Annealing
Ryunosuke Soma, Akihiro Iwase, Yuichi Saitoh andToshiyuki MatsuiRole of Surface Iron Oxides in Coercivity Deterioration of Sm2Fe17N3 Magnet Associated with Low
Temperature Sintering
Wataru Yamaguchi, Rikio Soda and Kenta Takagi
Announcement(2018年12月21日～2019年 1 月21日)

正

員

黒瀬
隆
田邊由紀子
長
秀雄
原島亜弥
関
翔太
長谷部忠司
上田寛之
学

生

平井友樹
長野健太郎
尾中晃生
林健一郎
松吉慶悟
林
謙汰
渡部将央
河村
侃
村尾吉輝
太田
俊
須藤海志
;澤穂波
坂口知聡
唐
超
福田大祐
我毛智哉
小林史幸
高橋宏太
小柏悠太郎
林
直宏
大東佑汰
加藤元輝
飯塚恒太
高橋飛鳥
宮増圭輔
安藤圭理
山中柊生
石川和毅
加藤翔也
小高樹生
伊藤
慎
大元涼介

山形大学
テルモ株式会社
青山学院大学
新日鐵住金株式会社株式会社 KRI
神戸大学
株式会社ブリヂストン

和田佳子
林
功輔
軽部修太郎
木村友則
志村玲子
舘林
潤
二田祐一

早稲田大学

搆口未祐
水本政隆
尾上昌平
松澤
陸
鶴岡
椋
水野
凌
村岡幸樹
渡会惇基
川上智大
岩田恭平
坂本成美
城
秀幸
山本陣平
篠原宝来
泉
寿享
岡
健太
嶋田万里
竹本圭佑
門井祐輔
浦川裕翔
平間
慧
飯島佑香
小山慶太
二見航平
船田敏幸
伊藤
駿
鈴木崇造
山根壮平
藤田江示
宮田智康
中川弥生
鶴田華子

大阪府立大学

新日鐵住金株式会社
東北大学
株式会社日立製作所
東北大学
大阪大学
日本鋳鍛鋼株式会社

山本幸治
亀谷恭子
太子敏則
鈴木寿穂
長嶋秀治
大関智之
国元
晃

株式会社小松製作所

藤當
翼
小出拓史
松宮
久
杉村朋幸
日野泰成
岩野貴哉
山本悠眞
青木優太
中曽根僚
村岡周音
佐藤勇気
中村郁仁
大野直人
渡邊有美
小川丈太
大畑耕太
辰巳孝太
飯田大翔
林
克幸
東
嵩晃
奥山慶大
村田
亘
中野加菜
米倉
壮
津守俊彰
大影晃平
太田遼至
黒川雄太
立石涼子
中出博暁
ZONG Yun
望月
哲

大阪大学

法政大学
信州大学
大同特殊鋼株式会社
大亜真空株式会社
富士フイルム株式会社
株式会社リケン

員
北海道大学
立命館大学
熊本大学
大阪大学
大阪大学
東北大学
名古屋工業大学
芝浦工業大学
高知工科大学
早稲田大学
信州大学
東北大学
熊本大学
東北大学
京都大学
東京工業大学
京都大学
東北大学
長岡技術科学大学
東北大学
大阪大学
大阪大学
茨城大学
千葉工業大学
千葉工業大学
名古屋大学
北海道大学
東京大学
東京大学
東北大学
東京大学
熊本大学

東北大学
鹿児島大学
芝浦工業大学
大阪大学
金沢大学
久留米工業高等専門学校
東海大学
熊本大学
茨城大学
東京工業大学
名古屋大学
大阪大学
東北大学
金沢大学
熊本大学
関西大学
熊本大学
東北大学
東京大学
久留米工業高等専門学校
大阪大学
東海大学
東北大学
鳥取大学
豊橋技術科学大学
名古屋工業大学
鳥取大学
福井大学
名古屋工業大学
東京大学
岩手大学

千葉工業大学
京都大学
千葉工業大学三菱電機株式会社
千葉工業大学
茨城大学
茨城大学
東京理科大学
東京工業大学
名古屋大学
大阪大学
熊本大学
鹿児島大学
秋田大学
東京大学
東京理科大学
愛媛大学
京都大学
近畿大学
千葉大学
神戸大学
神戸大学
千葉大学
関西大学
京都大学
東京大学
東京理科大学
東京理科大学
東京大学
京都大学
関西大学

外国一般会員柳 玉恒 東北大学
Xiangyun Zhang Lanzhou University of Technology
LI Yanhui Dalian University of Technology
王青 九州大学

郭 妍伶 北海道大学大学院
Saengdeejing Arkapol 東北大学
JUNG OK CHUNG
Davey Theresa 東北大学

SHARMA Bhupendra RITSUMEIKAN UNIVERSITYZHANG DEPING 東北大学
Zu Yufei Dalian University of Technology

李相 民 大阪大学
Li Guodong 立命館大学
孫
正 中 筑波大学
Zare Yazdan 茨城大学

equbal ashif 京都大学
付
東 升 九州大学
xue xiaowei Hunan University

外国学生会員張亦 成 九州工業大学
Jiang xiaojuan Chongqing University
LEI Yu 北海道大学
HEO Jeongwoo 北海道大学



本 会 記 事

追悼本会元副会長，名誉員

堀

茂 徳 先生を偲んで本会元副会長，名誉員 堀 茂徳先生には，2019年 1 月12日老衰のため享年 92歳で逝去されました．会員の皆様にご報告申し上げますとともに，先生の生前のご功績を偲びつつ，謹んで哀悼の意を表します．
先生は 1926年生まれ， 1950年 3 月旧制大阪大学工学部冶金学科をご卒業後，選ばれて大学院奨学生となられた後，富山大学，大阪大学，徳島大学での教員を経て， 1966年 5 月，母校大阪大学教授に昇進され，冶金学第十講座（非鉄金属材料学）を担当されました．爾来教授として大阪大学で 23年間，さらに帝京大学で 7 年間・合計 30年間という長い年月を大学教授として教育研究に情熱を注がれ，先生から直接厳しくも愛情に満ちた薫陶をうけた者は 2 百名以上に達しております． 1989年には大阪大学名誉教授に推挙されました．
先生のご研究は，金属及び合金の相変態，組織制御，化合物の結晶成長制御及び強度，じん性，腐食環境における破壊，超塑性など広範な分野にわたっており， 1990年には超塑性国際会議を主宰されました．先生の研究
業績は国内外の学界及び産業界で高く評価され，これらに対して複数回にわたり伸銅技術研究会論文賞，軽金属学会論文賞，日本金属学会谷川・ハ
リス賞及び軽金属溶接構造協会功労賞などを授与され， 2006年には瑞宝中綬章を受章されています．また，新しい観点に立脚して執筆された教科書「非鉄材料」は今日でもなお多くの大学において使用されています．
以上に加え大阪大学や学協会の要職を務め，本会の副会長としても尽力されました．このように長期にわたって教育，後進の育成並びにわが国の学術の発展のため多大な貢献をされ，また多くの方々から敬愛されています．
ここに，先生のご遺徳を偲び謹んでご冥福を心からお祈り申し上げます．

◇

◇

◇

Materials Transactions 論文フリーアクセス公開サービス(Open Choice)について『公開後すぐに，できるだけ多くの読者に読んでもらいたい』というご要望に応えるため，投稿・掲載
費用に追加費用(3 万円)をお支払いいただければ，半年間の認証期間を設けることなく，公開即フリーダウ
ンロード可能とするサービス(Open Choice)を開始いたしました．
是非ご利用ください． 詳細は，ホームページ刊行物 → 欧文誌 をご参照下さい．

◇

まてりあ

◇

第
巻

ミニ特集「材料技術史から見るこれからの技術展開」
まてりあ 0 分科企画
企画にあたって ………………………………御手洗容子 北村一浩
チタンの製錬・精錬・リサイクル …………………………岡部 徹
チタンならびにチタン合金の Additive Manufacturing プロセス…………………………………………………中野貴由 石本卓也
耐熱チタン合金の開発史について …………………………小柳禎彦
b 型チタン合金の高強度・高靭性化の展開 ………………新家光雄

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

◇

号

予告

金属積層造形法を用いた医療機器の製品開発から承認まで…………………………………………………石坂春彦 植月啓太
一般論文
［最近の研究］準安定ラメラ組織の疲労き裂進展抵抗…………………小山元道 野口博司
―他―

津o兼彰

―編集の都合により変更になる場合がございます―




行
開催日

事

カ

名称・開催地・掲載号

レ

ン

主催

ダ

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

締切


年月
第 44 回組織検査用試料の作り方(組織の現出)講
1
習会「鉄鋼材料・非鉄金属材料・表面改質処理および異常組織材」(千葉工大)

材料技術教育研究 TEL 047
4317451
会

2.25

6

第79回塑性加工技術フォーラム「海外で鍛造する～要素技術から自動車部品製造まで～」(浜松)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

定員
50名

6～8

第10回日本複合材料会議(JCCM10)(東京)

7～8

熱 測 定 ス プ リ ン グ ス ク ー ル 2019 ～ 熱 測 定 の 基
礎，測定データ解析，解釈法まで系統的に学ぶ～(早稲田大)

7～8

安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技
術シンポジウム(金沢)8

レアメタル研究会(東大生産技研）(本号166頁）

12～13

2018年度量子ビームサイエンスフェスタ(第10回
MLF シンポジウム/第36回 PF シンポジウム合同
開催)(つくば)

日本材料学会，TEL 0359816011
日本複合材料学会 jscm＠asasmail.jp
http://www.jscm.gr.jp
日本熱測定学会
TEL 0358217120
netsu＠mbd.nifty.com
http://www.netsu.org
日本非破壊検査協 TEL 035609
4015
会
nakamura＠jsndi.or.jp//
http: www.jsndi.jp/sciences/section/index123.html
レアメタル研究会 TEL 035452
6314
okabelab＠iis.utokyo.ac.jp//
https: www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
KEK 物 質 構 造 科 qbsfestaoffice＠pfiqst.kek.jp
学 研 究 所 ， J  http://qbsfesta.kek.jp/2018/
PARC セ ン タ ー他

九州支部 年度春季講演会(九大)(本号 九州支部
頁)

16

定員
50名

第 43 回日本顕微鏡学会関東支部講演会「顕微鏡技術の相互理解」(順天堂大)

TEL 0928023486
syo＠nucl.kyushuu.ac.jp
日本顕微鏡学会関 http://microscopy.or.jp/kanto/lecture/
東支部

18～19

第 22 回 磁粉・浸透・目視部門・電磁気応用部
門・漏れ試験部門合同シンポジウム「表面探傷技
術による健全性診断，品質検査」(東北大)

日本非破壊検査協 TEL 035609
4015
会
nakamura＠jsndi.or.jp
http://www.jsndi.jp/

参加
3.4


～


日本金属学会春期講演大会(東京電機大）(本号頁)

日本金属学会

第回ランチョンセミナー(東京電機大)(本号 日本金属学会頁)

21

第 123 回触媒討論会
立大)




第回男女共同参画ランチョンミーティング(東京電機大)(本号頁)

22

平成 31 年春季 全国大学材料関係教室協議会講演会(東京電機大)(本号163頁)



日本金属学会春期講演大会併催企業説明会(東京
電機大)(本号
頁)

特別シンポジウム(大阪市


年月
軽金属学会第136回春期大会(富山)10～13
第35回希土類討論会(吹田)20～22

トライボロジー会議2019春

24

第 4 回マルチスケール材料力学シンポジウム(室
蘭工大)

29～31

第24回計算工学講演会(さいたま)

(東京)


年月
世界水素技術会議2019(東京)
2～7

7～9
14～15

2019年度塑性加工春季講演会(同志社大)第 6 回 最先端の顕微鏡と理論計算に関する国
際シンポジウム(名古屋)


年月
第 3 回アジア赤外線サーモグラフィコンファレ
1～5ンス(QIRT
Asia2019)(東京)～
第回
線材料強度に関するシンポジウム(大
11 12
53 X
阪)

12



粉末冶金入門講座(東京)TEL 0222233685
stevent＠jim.or.jp
TEL 0332918224
secretariat＠shokubai.org
http://www.shokubai.org/

日本金属学会・日 TEL 0222233685
本鉄鋼協会
stevent＠jim.or.jp
全国大学材料関係
教室協議会
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
jim.company2018＠jim.or.jp
https://data.jim.or.jp/jim/kigyou/

TEL 0335380232 shomu＠jilm.or.jp
http://www.jilm.or.jp/
日 本 希 土 類 学 会 TEL 066879
7352
(阪大内)
kidorui＠chem.eng.osakau.ac.jp
http://www.kidorui.org
日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926
ジー学会
jast＠tribology.jp
http://www.tribology.jp
日本材料学会
http://www.jsms.jp
軽金属学会

15～16

東京

触媒学会

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

日本計算工学会

3.8

参加予約
4.4
発表
1.18

講演
2.15

TEL 0338688957 office＠jsces.org
http://www.jsces.org/koenkai/24

水素エネルギー協 TEL 029
8618712 org＠whtc2019.jp
会
http://whtc2019.jp
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
ファインセラミッ TEL 052
5813241
クスセンター
amtc6＠intergroup.co.jp

http://amtc6.com

日本非破壊検査協 TEL 035609
4011
会(東京)
sec＠qirtasia2019.com
日本材料学会TEL 0787953212
nishida＠kobekosen.ac.jp
http://www.jsms.jp
粉体粉末冶金協会 TEL 075
7213650 info＠jspm.or.jp

講演
3.15

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催


年月

～

国際会議(PRICM10)(中国西安)(号
頁)


年月
第22回 XAFS 討論会 (京大)
2～4


～


22～27

25～27

pricm10＠csm.org.cn
http://www.pricm10.com/

概要
1.31
論文
3.1

TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp
20th International Symposium on Boron, Borides 第 20 回 ホ ウ 素 ・ TEL 0258479714
and Related Materials(第20回ホウ素・ホウ化物 ホウ化物および関 takeda＠mech.nagaokaut.ac.jp
および関連物質国際会議)(新潟)
連物質国際会議組 http://sogalabo.jp/isbb2019
織委員会
日本金属学会秋期講演大会(岡山大学津島キャン
パス）(津島）国 際 ガ ス タ ー ビ ン 会 議 2019Tokyo ( IGTC2019
Tokyo)(東京)
EcoDesign 2019国際会議(横浜)粉末冶金基礎・実用講座(京都工芸繊維大)
28～29

年
月
日本 MRS 創立30周年記念国際会議(横浜)10～14日本金属学会日本セラミックス TEL 033362
5231 jimask＠cersj.org
協会
http://www.ceramic.or.jp/pacrim13/

NACE EAP

エコデザイン学会 ecodesign2019_secretariat＠ecodenet.com
連合他
http://ecodenet.com/ed2019/
粉体粉末冶金協会 TEL 075
7213650 info＠jspm.or.jp

TEL 0452638538
info_mrm2019＠jmru.org
https://mrm2019.jmru.org

COMPSAFE2020 secretary＠compsafe2020.org
実行委員会
http://www.compsafe2020.org

2017, 2018年度会報編集委員会
委員
長
副 委 員 長
委
員

山本剛久
大塚
誠
赤瀬善太郎
上田恭介
木口賢紀
佐々木秀顕
芹澤
愛
田中康弘
寺西
亮
中島孝一
本間智之
森戸春彦
李
海文

足立
望
梅津理恵
北村一浩
佐藤紘一
高木成幸
田辺栄司
寺本武司
仲村龍介
水本将之
諸岡
聡
和田
武

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日

安達正芳
榎木勝徳
高坂典晃
佐藤幸生
竹田
修
趙
研
土井康太郎
野山義裕
宮崎秀俊
山中謙太

2019年 3 月 1 日

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

ま て り あ 第58巻 第 3 号(2019)
Materia Japan

http://www.nacetokyosection.org/

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

日本MRS


年月
8 ～11
COMPSAFE2020 (第 3 回安心・安全・環境に関する計算理工学国際会議)(神戸)

発行所

締切

日本 XAFS 研究会 TEL 075
7536850
yamamoto.kentaro.4e＠kyotou.ac.jp
http://www.moleng.kyotou.ac.jp/～
moleng_04/event/jxafs22/


年
月
27～11.1
The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies(PACRIM13)(沖縄)

年
月
11～14
NACE EAP Conference 2019 腐食科学と防食技
術(横浜)

17～22

中国金属学会

問合先発
印
発(五十音順，敬称略）

池尾直子
大野直子
近藤亮太
下島康嗣
武田雅敏
佃
諭志
永井
崇
萩沢武仁
宮澤知孝
横山賢一

池田賢一
大森俊洋
齊藤敬高
杉浦夏子
田中智仁
堤
祐介
長岡
亨
長谷川 誠
森田敏之
吉矢真人

石本卓也
小幡亜希子
榊
浩司
杉田一樹
田中秀明
寺井智之
中川鉄水
春本高志
盛田元彰
吉年規治

定価(本体,円＋税)送料円
年間機関購読料金,円(税・送料込)
行 人 山村英明
刷 所 小宮山印刷工業株式会社
売 所 丸善雄松堂株式会社〒1600002 東京都新宿区四谷坂町 1010日本金属学会会報「まてりあ」への投稿について
会報「まてりあ」をより多くの皆様にご活用していただけるよう投稿記事を歓迎いたします．
投稿規程，執筆要領および下記要領によりご投稿下さい．
～会報編集委員会～


種別(規定掲載頁)(規定字数内).

入門講座(4 頁)(9,340字)
金属のみならずセラミックス，高分子を含めた材料一般に関.

産官学交差点(1 頁)(2,200字)
材料に関係した産官学の情報交流の場を設ける．

.

材料発ベンチャー(2 頁)(4,150字)
材料関連ベンチャー企業の経験者に経験談等を記事にしてもして境界領域の材料や物づくりの実際などの講義を通して広く会員に情報を提供する．
.

講義ノート(6 頁)(14,500字)

らう．
.

材料に関係する基礎学問分野についてわかりやすく講義して金属学会新技術・新製品技術開発賞を獲得したグループに開

もらう．
.

プロムナード(4 頁)(9,340字)発にあたっての苦労，裏話を紹介してもらう．
.

談 話 室(1 頁)(2,200字)
気軽な意見の発表，学会に対する質疑応答，情報交換等．

.

はばたく(1 頁)(2,200字)

金属・材料に関する話題にかぎらず，社会，経済，歴史などを含む多くの分野からの「比較的短くて分かりやすく」「会員

大学院生など新鋭の方々が，著者自身の研究への取り組みが教養として知って置くべき事柄」「提言」「トピックス的な方などについて述べる．

話題」など．
.

.

新技術・新製品裏話(2 頁)(4,150字)解説(7 頁)(17,100字)
新しい特定の問題を取り上げて，専門外の会員にも分かるよ.

紹介(1 頁)(2,200字)
組織変更・改革，産業界の動向その他．

うに解説したもので，さらに勉強しようとする人のために参.

国際学会だより(1 頁)(2,200字)考となる文献も示しておく．

.

研究室紹介(1～2 頁)(2,200～4,700字)

最近の研究(8 頁)(19,700字).

委員会だより上げて，国内外の最近の研究成果を紹介する．各分野の現




投稿の方法

状，現在の問題点などを取り上げて，総括的に分かり易く記種別の～については，執筆要領に定める方法で作成し，制限

述したもので，その分野の研究を進める上で参考となる内容

頁以内にまとめた原稿とその論文または記事のねらい(200 字～とする．

300 字)をフォーマット用紙に記述して会報編集委員会までご送信下さい．審議の上，受付の可否を決定します．

最近の重要な研究のうち，比較的せまい範囲のテーマを取り.

.

技術資料(8 頁)(19,700字)
直接実務に利用できるもので，実際に行う場合に必要な条

種別の～については，執筆要領に定める方法で作成し，制限

件，装置の説明，あるいは技術的データの収集等により参考頁以内にまとめた原稿をお送り下さい．但し，原稿の採否や掲載資料として役立つもの．

号は会報編集委員会にご一任下さい．

集録(9 頁)(22,300字)

文献を主眼として問題点を論じ，批判するもので今後の方針を示唆することをねらいとする．文献のみを集録し解説を行うものも含む．
.

実学講座(4 頁)(9,340字)
特許取得，ベンチャー企業の設立，研究開発マネジメント，
教育法，学習法などについて記事にする．

.

材料科学のパイオニアたち(5 頁)(11,900字)
材料科学に携わった先人たちの偉業を紹介する．

.

新進気鋭(4 頁)(9,340字)“はばたく”は大学院修士課程修了者以上を対象とし，ここでは30歳前後の若手研究者を対象として研究・仕事の紹介と将来展望について紹介してもらう．執筆は単独名とする．

.

材料教育(4 頁)(9,340字)
材料教育に関する話題．

.

トピックス(制限頁2 頁)(4,150字)
最近の情報を手短に紹介するもので，話題は限定しない．

.

物性・技術データ最前線(4 頁)(9,340字)




投稿の要件

和文であり論文又は記事として未投稿，未掲載でかつオリジナリ
ティがあること，規定頁を超えないこと，金属とその関連材料の学術および科学技術の発展に寄与するものであること等，ホームページに掲載している会報投稿規程を参照して下さい．


著作権の帰属

会報に投稿された論文および記事の著作財産権は，この法人の著作権規程により，この法人に帰属します．


その他留意事項

原稿は，専門外の読者にも分かるようにご執筆下さい．
原稿は，会報編集委員会にて審査いたします．その結果，場合によっては掲載をお断りする場合があります．また，掲載号等についても，本編集委員会が決定いたします．
図表の引用に関しては，著作権者への転載許可手続きを著者ご自身で行ってください．
詳細は会報投稿規程をご覧下さい．

形式は問わず，情報量は少なくとも，多く読者が必要するタ.

イムリーな最新の物性，技術データを紹介する．



材料ニュース(2 頁)(4,150字)

ホームページ まてりあ → まてりあへの投稿

会報投稿規程と執筆要領をご覧下さい．

新聞で発表された材料関連ニュースを新聞内容よりは詳しく.

できるだけ迅速に記事にする．



プロジェクト研究報告(有料)(原則35頁)〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432

原稿送付・問合せ先

特定研究 A ， B ，未来開拓，戦略基礎などの公的資金補助によるプロジェクト研究成果を有料掲載する．

公益社団法人日本金属学会

会報編集委員会

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

2019年 3 月 1 日発行「まてりあ」