日本金属学会会報

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56

http://jim.or.jp/

平成29年10月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

Vol.56 No.10 ISSN 1340-2625

次世代生体材料開発に向けた設計指針の構築

亀裂先端転位と脆性 延性遷移挙動

整数論的手法による粒界原子構造予測

MTERE2 56（10）583〜626（2017）2017

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

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

2017
Vol.56
No.10◎

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

巻頭言

日本金属学会ビジョンの公表

最近の研究

次世代生体材料開発に向けた設計指針の構築
當代光陽

石本卓也

松垣あいら

中島英治 …………………………………………………………583

中野貴由…………………………………………………………584

新しい設計指針および製造プロセスによる単結晶インプラントや生体用ハイエントロピー合金といった次世代生体材料開発について紹介．

整数論的手法による粒界原子構造予測

井上和俊

斎藤光浩

小谷元子

幾原雄一 ……589

粒界周期構造と有理数分布の密接な関係を，原子分解能 STEM による原子構造解析に基づき整数論的視点から概説．

亀裂先端転位と脆性延性遷移挙動

田中將己

定松

直

東田賢二 ………………………597

破壊現象を亀裂先端近傍での転位運動と結びつけて理解しようとする応力遮蔽効果に関する実験結果を紹介．

新進気鋭

希土類系金属ガラスにおける動的緩和挙動の支配因子

新技術・新製品裏話

開発裏話～構造用素材として優れたコストパフォーマンスを持つ省合金型二相ステンレス鋼(NSSC2120)の開発
及川雄介

柘植信二

江目文則

本村

洋

山R由勝 ……………………604

井上裕滋………………………………………………608

研究室紹介

先進加工プロセスを用いた機能性金属材料の開発をめざして

学会・研究会だより

医歯薬工連携による骨形態計測学の新たな展開～第37回日本骨形態計測学会を開催・参加して～

本会記事

武内

孝……………610

石本卓也 ………………………………611

会告 ………………………………………………612

次号予告 …………………………………………621

支部行事 …………………………………………615

新入会員 …………………………………………621

金属学会セミナー ………………………………617

行事カレンダー …………………………………622

掲示板 ……………………………………………618

書評 ………………………………………………625

会誌・欧文誌10号目次 …………………………620
会誌・欧文誌・まてりあの投稿規定・投稿の手引・執筆要領，入会申込書，刊行案内はホームページを参照下さい．
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表紙デザイン北野玲

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O

1

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2

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3

日本金属学会ビジョンの公表

本会は，今年で創立80周年を迎えました．これを機に本会の目的を再確認し，より具体的なビジョンとしてまとめましたので，公表いたします．今後このビジョンを指針として，各事業のあるべき姿や目標を明確化し，アクションプランを策定・実施していきます．
公益社団法人日本金属学会
会長 中島 英治

日本金属学会ビジョン
公益社団法人日本金属学会は，金属及びその関連材料の学術および科学技術の振興に関する事業を通じて公益の増進に寄与することを目的に設立され，優れた研究や技術に関する情報発信，優秀な人材の育成，後世への技術の継承などを行う学術団体である．その具体的な学会像を以下に記す．
.

未来を先導する領域を開拓し，世界の材料科学・工学をリードする
材料科学・工学における未来を先導する先端領域，学際領域の科学技術課題を討論する研究会を主催し，新領域を開拓するとともに，国際的かつ長期的視点から当該分野をリードする学会.

最新の研究や技術を世界に発信する金属及びその関連材料に関する最新の研究や技術を世界に発信し，会員のプレゼンスの向上を図る学会

.

多様な研究者・技術者が集い，最新の研究や技術の交流を図る
学界・産業界の多様な研究者・技術者が最新の研究成果や技術を発表・討論する場を提供し，知識や技術の水準を高める交流や情報交換を図る学会

.

次世代を担う人材の教育や育成を行なう
金属及びその関連材料に関する基礎学理から先端領域までの学術や技術の幅広い教育を通じて，優れた工学技術の継承や人材育成を行う学会

.

会員や地域・社会のニーズに対応したサービスを提供する
会員や地域・社会のニーズを深く理解し，ニーズに応じて金属及びその関連材料に関する情報や支援などのサービスを提供する学会

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan次世代生体材料開発に向けた設計指針の構築,當 代 光 陽 石 本 卓 也2) 松垣あいら2) 中 野 貴 由3
)
1) 

.

は じ

め

に

.

b 型 Ti 合金の低ヤング率化に向けた設計指針構築

近年の超高齢社会の到来に伴い，生体材料の重要性ならび

低ヤング率を有する b 型 Ti 合金の設計にあたっては変位に市場規模は膨らむ一方である．高齢者の人口増加は骨折疾型の構造相転移を示す母相(bcc 相)が特定の組成域にて相安

患や骨疾患羅患患者の増大につながり，このことは骨折用ボ定性の低下を示し，これに起因した弾性スティフネス定数のーンプレートなどに応力遮蔽を発現さないような骨類似力学

軟化が発現することに注目しつつ，さらに単結晶化すること機能を具備させ，骨修復後の抜去を必要としない次世代の骨で特定方位において大きなヤング率の低減が発現すると着想

代替材料の開発を要請している．応力遮蔽とは，応力がインし，本研究を進めた．

プラントに優先的に負荷され，骨自体への応力負荷が低減さ

まず，種々の b 型 Ti 合金における相安定性に起因した弾れる現象であり，結果として，骨吸収や骨密度の低下，さら性スティフネス定数を一定の変数にて系統的に記述するため，にはアパタイト配向性に代表される骨質の劣化が生じる(1)．

1 原子あたりの価電子数(＝ e / a )を変数として選択し，すで

これまで生体インプラント用構造材料には(a＋b)型 Ti 合に報告されている種々の b 型 Ti 合金単結晶における弾性ス

金である Ti6Al4V 合金が広く利用されてきたが，この合

ティフネス定数を整理したところ(図)，室温での単結晶体

金のヤング率は約 110 GPa であり，生体皮質骨のヤング率における弾性スティフネス定数と異方性因子は添加元素によ約 30 GPa の 3 倍以上の値を示す(2)．従って，より低ヤング

らず，統一的に記述できることを見出した(4)(5)．ここで注目率を示すチタン合金が求められている．こうした中，室温にすべきは，図 1 に示すように弾性スティフネス定数 C ′({110}て bcc 構造を有する b 型 Ti 合金は Ti 6Al 4V 合金に比べ面における〈 11̃0 〉方位へのシアーに対応)は e / a の減少にとて良好な加工性を有しつつ低ヤング率を示すため，力学的信もない軟化し，その一方で弾性スティフネス定数 C44 は e/a

頼性を担保し，かつ生体毒性の少ない元素から構成される低に対して大きな変化を示さないことである． C ′の軟化は式

ヤング率 b 型 Ti 合金の研究および開発が近年盛んに行われ( 1 )より〈001〉方位へのヤング率(E001)の低減をもたらす．

ている． TiNbTa Zr 合金などはその一例である(3) ，こうした合金開発はその組成選択や組織を巧みに制御しなければならず，高度な知識とノウハウが必要となる．

E001＝(C11－C12)(C11＋2C12)
9＝
1/ B ＋ 3/ C ′C11＋C12(1)

式( 1 )中において C11, C12，は立方晶系において独立な弾性

このため，我々の研究グループでは，より系統的かつ定量

スティフネス定数であり，B は体積弾性率を示す．加えて，化された低ヤング率を有する b 型 Ti 合金の設計指針の構築

図 1 ( a )に示されるように非熱的 v が析出すると C ′の軟化を目指し研究を行ってきた．本稿では筆者らの一連の研究のを阻害し，b 相単相におけるスティフネス定数の e/a 依存性

うち， b 型 Ti 合金単結晶の低ヤング率化に向けた設計指針

曲線からは外れ，増加する．すなわち，e/a の減少と v 相抑構築から Ti15Mo5Zr3Al 合金単結晶インプラントの開発

制の 2 条件を満たすことで， C ′の低下に代表される格子軟と積層造形法を用いた製造プロセス戦略についての概要に加化を示す b 相を出現させ，このことが〈001〉方位に低ヤング

えて，生体用ハイエントロピー合金に関する最近の研究結果率を示す b 型 Ti 合金単結晶の設計を可能とする(5)．この設について紹介する．

計指針に基づくと，e/a が4.10と低く，室温にて v 相が抑制

大阪大学大学院工学研究科マテリアル生産科学専攻1)助教 2)准教授 3)教授(〒565
0871 吹田市山田丘 21)
現 新居浜工業高等専門学校環境材料工学科准教授(〒7928580 新居浜市八雲町 7
1)
Design of the Next Generation Metallic Biomaterials; Mitsuharu Todai,, Takuya Ishimoto, Aira Matsugaki, Takayoshi Nakano(Division of Materials and Manufacturing Science, Graduate School of Engineering, Osaka University, Suita. Department of Environmental Materials Engineering, Niihama Institute of Technology, Niihama College, Niihama)
Keywords: biomaterials, Beta Ti alloys, single crystal, additive manufacturing (AM), high entropy alloys (HEA)
2017年 7 月12日受理[doi:10.2320/materia.56.584]



最近の研究

図1

種々の b 型 Ti 合金単結晶が有する弾性スティフネス定数の e / a 依存性(4)(5) ．記載している各合金の組成はTi(7～28.5 at)Cr, Ti(28～79 at)V, Ti29Nb13Ta4.6Zr(mass), Ti30 atNb, Ti40 atNb．(オンラインカラー)

図2

e/a が異なる b 型 Ti 合金単結晶が示す (a) ヤング率の方位依存性(5)，(b) E001 およびヤング率の異方性．(オンラインカラー)

さ れ ， さ ら に ISO に よ り す で に 認 証 を 受 け て い る Ti 
15Mo5Zr3Al 合金は，生体材料として，単結晶体における

E H＝

1
2

{1/B＋15/(92C′＋3C )＋5/(9B)＋2/(53C′)＋1/C }4444〈001〉方位へのヤング率低減が期待できる．そこで，本合金(2)単結晶を浮遊帯溶融法( Floating Zone method; FZ 法)にて

ここで，式( 2 )において C44, C ′はそれぞれ弾性スティフネ

育成速度 2.5 mm/h にて育成した．育成した単結晶中には非ス定数を，B は体積弾性率を示している．

熱的 v の析出が皆無であることを透過型電子顕微鏡観察により確認した後，弾性スティフネス定数を測定した．その結.

単結晶ボーンプレートの開発

果を先に示した図 1 にプロットすると，上述の予想通り，
C ′の軟化が確認でき，このことが e/a の低い b 型 Ti 合金に

前節の結果より， 2 条件からなる合金設計指針に基づいおいて強いヤング率の異方化を発現させるとともに，式て，すでに ISO により認証を受けている b 型 Ti 合金である( 1 )より E001 が 44.4 GPa まで低減することが明らかとなっTi 15Mo 5Zr 3Al ( mass )合金を用いて〈 001 〉方位のヤンた(図)．ここで E001 と式( 2 )に示す Hill 近似(6) によってグ率を生体骨程度まで低減させることに成功した．このこと予測される多結晶体におけるヤング率 EH との比 E001/EH はは， Ti 15Mo 5Zr 3Al 合金単結晶における〈 001 〉方位を選

約 0.5であり，このことから単結晶化によって多結晶体のヤ

択的に骨の荷重軸方向に合致させることで，応力遮蔽を抑制

ング率から約 50 もその値を低減させることに成功したと可能な低ヤング率インプラントの開発を可能とすることを意

いえる．

味している．単結晶ボーンプレートは荷重軸方向である長手方向に最も低ヤング率となる〈001〉方位が合致するよう設計

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan




図3

Ti15Mo5Zr3Al 合金を用いた単結晶インプラ
ントの外観(7)．(オンラインカラー)する必要があるため，あらかじめ{001}面を切り出した単結晶シードに種付けすることで成長方位が〈001〉方位となる直径約 15 mm ，長さ約 180 mm の単結晶を育成した．単結晶
育成前後における余分な酸素の混入は 0.01 mass以下に収まっており，かつ合金組成の変化が最も変動した Al でさえ0.2 massにとどまることを確認し，育成前後における酸素

図4

レーザ積層造形法における各工程の模式図． (オンラインカラー)

混入と組成変動を最小限にとどまることを確認した．非熱的v の抑制を透過型電子顕微鏡にて確認し，以上より成長方
位が〈001〉方位かつ，単結晶ボーンプレートの切り出しが可の形状に対応した箇所の粉末を溶融および凝固させる工程を能である単結晶体の作製に成功した．その後，背面ラウエ法

交互に繰り返すことで，三次元の造形体を得る新規プロセスによる結晶方位同定後，低ヤング率を示す〈001〉方位を長手である．このプロセスはこれまでの切削等のプロセスでは実方向とするような板材を 3 軸ゴニオメータと放電加工機を現できなかった複雑形状を難加工材料でも可能とすることか用いて切り出し，さらにこの板材に穴あけ加工した後，残留ら注目を集めている．しかしながら，筆者らの研究グループ

歪の除去のため，試料全面にて研磨を施し，図に示すようでは形状付与のみにとどまらず，積層造形時における局所的な長さ 42 mm，幅 5 mm，厚さ 1.2 mm，f＝2.2 mm のスク

溶融や熱流方向を利用して，内部組織までも制御し，金属積

リュウ孔を 8 つ備えた単結晶ボーンプレートの作製に成功

層造形法ならではの形状と材質の同時制御を，多種多様な材した(7)．この低ヤング率ボーンプレートの有用性については料(8)(10)において俯瞰的に設計する新たな学理構築を目指し

現在調査している．

ている．例えば航空機タービンブレード用の TiAl 金属間化合物に関して電子ビーム積層造形法を用い，形状の付与と金.

AM を利用した次世代構造材料の設計

属積層造形法特有の局所的熱処理による Duplex 組織と g バ
ンドが交互に並んだ特異層状組織の形成を見出し，この特異

前節の通り FZ 法を用いての単結晶インプラントの開発には成功した．次の課題は単結晶育成時のコストを削減するこ

組織の異方性を利用することで 2以上の室温延性の改善に成功している(図)(11)．

とやボーンプレートに複雑な形状の付与，すなわちカスタム

生体材料は製品個々で求められる形状は異なり，個体や埋メイド化が挙げられる．FZ 法によって方位制御した b 型 Ti

入部に合わせて最適な形状を素早く生産することが求められ合金単結晶の育成や単結晶の加工には高度な技術が必要である．このため積層造形プロセスは，複雑形状を有するカスタり，このことを解決するため，レーザ積層造形法( Selected

マイズされた少量多品種のインプラントを迅速に製造可能で

laser melting; SLM)を用いた b 型 Ti 合金の結晶配向化制御あるため， Ti 合金を対象として多くの研究および開発がなに取り組むこととした．

されている．金属積層造形法を用いて，合金造形体を作製す

金属粉末を用いた金属積層造形法( Additive manufactur-

る場合，合金化した原料粉末をあらかじめ準備しなければな

ing; AM )は近年急速に注目を集めており，とりわけ，カスらず，このことが自由に組成を選択して合金造形体を作製す

タムインプラントへの応用を目指した CoCr 合金，Ti 合金

ることを困難にする一要因となっている．ここでもし，純金と難加工耐熱材料である Ni 基超合金，TiAl 金属間化合物な属粉末から所望の合金組成になるよう混合粉末を作製し，造どについての研究が盛んに行われている．図に示すように

形時に合金化も同時に達成できたならば，選択できる組成が積層造形法は所望の形状の 3 次元 CAD データを作成し，そ飛躍的に拡大すると考えられる．このことはすなわち，第 2のデータをスライスした 2 次元データに加工する．このデ節で述べたように b 型 Ti 合金における e/ a を自在に変化でータをもとに，ベースプレート上に原料粉末の散布と，レーきることを意味している．加えて，結晶集合組織を制御し，ザや電子ビームによる熱源を用いて 2 次元スライスデータ

低ヤング率が発現する〈001〉方位を荷重軸に合致するように



最近の研究

図5

EBM に よ り 得 ら れ た TiAl 金 属 間 化 合 物 で 観 察 さ れ た ( a ) g バ ン ド ， ( b ) 室 温 延 性 の g バ ン ド 方 位 依 存性(11)．(オンラインカラー)

設計することで，単結晶インプラントに匹敵する低ヤング率

提案されているが(12)(13)，多成分系合金の固溶体形成を高いを示すカスタムインプラントの設計が可能となる．そこで現精度で予測できる手法は未だ提唱されていない．このことは

在純 Ti と各種 b 安定化元素の純金属粉末の混合粉ならびにハイエントロピー合金に関する研究が新しい分野であり，報レーザ積層造形法を用いて結晶配向化 Ti 合金造形体の作製

告例が十分でないことやこれまでの合金設計論が多成分合金に挑戦している．現時点において混合粉からの造形体作製にを想定しておらず既存手法の適用が難しいことなどに起因す

成功しており，合金化，形状付与ならびに結晶配向の制御のる．こうした中，実際の実験結果を統計的に整理・データベ可能性までもが示唆されている．今後は，融点，平衡分配係

ース化し，半経験的に固溶体が形成されやすい傾向にある合数，投入エネルギー密度，冷却速度などの熱力学的諸量や造金系が有するパラメータを見出し，このことからハイエント

形パラメータが溶融現象に与える影響について解明すること

ロピー合金を設計するパラメータ法が提案されていを目指して研究を進める予定である．

る(12)(13)．これまで多くのパラメータが提唱されているが，
 混合のエントロピー， DSmix ， 混合のエン本研究では，

.

次世代生体用金属材料としてのハイエントロピー
合金の設計

 構成元素の原子半径比を表すデルタパ
タルピー，DHmix， DSmix と DHmix をともに含む無次元パララメーター， d ，
 価電子の総数 e とメータであるオメガパラメーター，Q，

以上のように v 相抑制と価電子濃度制御による低ヤング

総原子数 a の比からなる e/a を改良した VEC(Valence Elec-

率 b 型 Ti 合金の設計とこれを用いた単結晶インプラントの 構成元素の生体毒性を指標
tron Concentration)値，さらに

開発，さらに SLM と純金属混合粉を用いた b 型 Ti 合金造として， bcc 系生体用ハイエントロピー合金の設計を試み

形体の作製と結晶配向化制御を行ってきた．これに加えて，た(14)(15) ．パラメータ法より，等原子組成 TiNbTaZrMo 合

ごく最近ではさらなる高強度・高延性を有したインプラント

金にて良好な生体適合性を有したハイエントロピー合金(Bio用構造材料を可能とする生体用ハイエントロピー合金の開発

high entropy alloy)が得られると予想されたため(14)，本合金を行っている．このことについて最後に少し触れる．ハイエ

を真空アーク溶解法にて溶製し，その相構成，力学特性ならン ト ロ ピ ー 合 金 ( High Entropy Alloy; HEA ) は ， 一 般

びに生体適合性について調査した．その結果を図に示す．

に(12)(13)，

図 6 ( a )に TiNbTaZrMo 合金 の as cast 材 お よ び 1000 °C，

構成元素が 5 成分以上の多成分合金

168時間熱処理材における XRD 測定の結果を示す．いずれ

ほぼ等原子組成比であるの試料においても，で示す bcc 相(主相)とで示す bcc



単相固溶体を形成する合金

相(マイナー相)として指数付けが可能であり，それ以外の相とされており，従来の合金とは異なる高強度，高延性ならびに対応する回折ピークの存在は現れなかった．微細組織観察に高耐食性を示すことが報告されており，次世代高温構造材

より，ascast 材では，ハイエントロピー合金に特有の等軸料として大きな注目を集めている．筆者らの研究グループでデンドライト組織の発達が確認でき，熱処理材では等軸デン

は，ハイエントロピー合金が示す上述の特性が生体材料としドライトの粗大化が観察された．これらの結果に加えて，デても利用可能ではないかと着想し，これまでにない力学的高ンドライトおよびデンドライト樹間相 EPMA WDS 分析の機能を示すインプラント用構造材料としての可能性を模索す

結果を比較することで， bcc 主相は Ta, Mo, Nb が濃化したることとした．

デンドライト相，bcc マイナー相は Ti と Zr が濃化したデン

ハイエントロピー合金の系統的な合金設計は様々な手法がま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japanドライト樹間相に対応することを確認した．本合金の降伏強




図6

TiNbTaZrMo 生体用ハイエントロピー合金の ( a ) 相構成と応力ひずみ線図，( b ) 生体適合性の評価の結果(14)．(オンラインカラー)

度は熱処理の有無にかかわらず，1000 MPa 以上を示し，実ロピー合金の開発に成功した(14) ．今後は，組成の最適化なMater. Sci. Eng. A, 243(1998), 244249.
( 4 ) M. Tane, S. Akita, T. Nakano, K. Hagihara, Y. Umakoshi, M.
Niinomi and H. Nakajima: Acta Mater., 56(2008), 28562863.
( 5 ) SH. Lee, M. Todai, M. Tane, K. Hagihara, T. Nakano and H.
Nakajima: J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 14(2012), 4854.
( 6 ) R. Hill: Proc. Phys. Soc. A, 65(1952), 349354.
( 7 ) 當代光陽，萩原幸司，石本卓也，山本憲吾，中野貴由鉄と鋼，101(2015), 501505.
( 8 ) K. Hagihara, T. Nakano, M. Suzuki, T. Ishimoto, Sulatu andSH. Sun: J. Alloy. Compd., 696(2017), 6772.
( 9 ) T. Ishimoto, K. Hagihara, K. Hisamoto, SH. Sun and T.
Nakano: Scr. Mater., 132(2017), 3438.
(10) N. Ikeo, T. Ishimoto and T. Nakano: J. Alloy. Compd., 639(2015), 336
340.
(11) M. Todai, T. Nakano, T. Liu, H. Y. Yasuda, K. Hagihara, K.
Cho, M. Ueda and M. Takeyama: Additive Manufacturing, 13(2017), 6170.
(12) B. S. Murty, J.W. Yeh and S. Ranganathan, HighEntropy
Alloys, 1st Edition, Elsevier, (2014).
(13) M. C. Gao, J.W. Yeh, P. K. Liaw and Y. Zhang, High
Entropy
Alloys: Fundamentals and Applications, 1st Edition, Springer,(2016).
(14) M. Todai, T. Nagase, T. Hori, A. Matsugaki, A. Sekita and
T. Nakano: Scr. Mater., 129(2017), 6568.
(15) 中 野 貴 由 ， 永 瀬 丈 嗣 ， 當 代 光 陽  BIO INDUSTRY ， 34(2017), 8
20.

らびにさらなる特性改善を目指し，研究を深化させていく予★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

用インプラント用チタン合金である Ti6Al4V 合金やこれ
ま で に 報 告 さ れ て い る bcc 型 ハ イ エ ン ト ロ ピ ー 合 金( TaNbHfZrTi )よりも高強度を示すことを確認した(14) ．加えて，熱処理による組織制御によって延性を向上させることが可能であることも示唆された．最後に，本ハイエントロピ
ー合金の生体適合性評価結果を図 6 ( b )に示す．本研究では，マウス初代骨芽細胞を用いた 24 時間の細胞播種実験における細胞接着数と細胞形態により生体適合性を評価した．
TiNbTaZrMo ハイエントロピー合金は，ascast 材および熱処理材のいずれにおいても，SUS316L と比べて細胞接着数は有意に増加し，純 Ti に匹敵する値であった(14)．さらに，
細胞接着数は熱処理による組織変化に応じて増加する可能性があることを確認した．これらの結果より， TiNbTaZrMo
ハイエントロピー合金は，純 Ti と同等の生体適合性を有していることを解明した．以上より，従来合金の材料設計とは異なる独自のパラメータ法に基づき，高強度かつ優れた生体適合性を有する等原子組成 TiNbTaZrMo 生体用ハイエント

定である．
本研究の遂行にあたり，大阪大学安田弘行教授，萩原幸司
准教授，多根正和准教授，永瀬丈嗣准教授，趙研助教，関田愛子特任助教，から多大なる指導・助言・協力を賜りました．ここに謝意を表します．

當代光陽
2009年 4 月 日本学術振興会特別研究員
2011年 3 月 大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了
2011年 4 月 大阪大学大学院工学研究科・助教
2017年 4 月 現職
専門分野材料物性工学，生体材料学，結晶塑性学◎材料本来が有する物性を指向化させ，新しい構造材料の開発に向けた学理構築のために，生体用金属材料および耐熱性金属間化合物の研究開発に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

文献( 1 ) Y. Noyama, T. Miura, T. Ishimoto, T. Itaya, M. Niinomi and
T. Nakano: Mater. Trans., 53(2012), 565570.
( 2 ) 吉川秀樹，中野貴由，松岡厚子，中島義雄編集未来型人工関節を目指して，日本医学館，東京，(2013).
( 3 ) D. Kuroda, M. Niinomi, M. Morinaga, Y. Kato and T. Yashiro:



當代光陽

石本卓也

松垣あいら

中野貴由

最近の研究

整数論的手法による粒界原子構造予測
井

上

和

俊
斎
1)

藤

光

浩


小

谷

元

子
幾
2)

原

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, 
一
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2) 

の最安定原子配列と有理数の分布には密接な関係があり，整

.

は じ

め

に

数論による有理数分布の解析を用いて粒界周期構造を系統的に予測することが可能である．本稿では近年の原子構造解析

金属・セラミック材料は多結晶体として用いられることが多く，その特性は粒界構造と密接に関係している．歴史的にの結果をもとに，粒界の最安定原子配列を整数論的視点から概説する．

は，材料を巨視的視点から連続体と見なし，内部に存在する

.

欠陥を幾何学の枠組みで捉える研究が100年ほど前からなさ

格子の幾何学れてきた．近年実験および理論手法の進展は目覚ましく，収差補正走査透過型電子顕微鏡( STEM )による粒界原子構造

19世紀にミンコフスキ―により創始された「数の幾何学」の直接観察，および第一原理計算による機能特性の探求など

は，幾何学的手法を整数論の問題に応用するもので，結晶学が盛んに行われている(1)(2)．一般に，固体物質・材料は特有

や材料科学にも応用されている．特に無理数を有理数で近似の結晶構造を有し，種々の格子欠陥を含有している．本稿でするディオファントス近似理論(4)は整数論でも活発に研究さは，主に 2 次元欠陥である粒界を取り扱う．個々の粒界とれており，本稿においても重要な役割を果たす．本節では，機能特性の相関は，その粒界性格(方位・粒界面等)に大きく整数論を活用した格子の幾何学を応用し，粒界最安定構造を依存するため，欠陥に起因する諸現象を本質的に理解するた

系統的に予測する研究を紹介する．

めには，粒界性格を制御した双結晶などのモデル材料を用いた研究が有効である(1)(2)．



対応格子理論・O 格子理論

対称傾角粒界の場合，構造ユニットと呼ばれる多面体の配2 つの結晶を 3 次元的に重ねると，特定の方位関係で格子列で粒界構造を記述することができる(3)．小傾角粒界には刃点同士の一致が生じる．このとき一致格子点がなす結晶格子状転位列が形成される一方，大傾角粒界には粒界転位が導入を対応格子(CoincidenceSite Lattice, CSL)と呼ぶ(4)(9)．基され，転位間相互作用を最小化するためにそれらが周期的に本格子に対する対応格子の単位胞の体積比は整数指標として配列すると考えられてきた．巨視的には転位間距離は等間隔用いられ，∑を用いて表される(対応格子点密度の逆数としであるとして差し支えないかもしれない．しかしながら，粒ても定義可能である)．また， 2 つの結晶粒が対応方位関係

界の原子構造は，傾角に応じた幾何学的制約と原子の離散性にあるとき，その界面を対応粒界と呼ぶ．対応格子が存在すを反映する．従って，後述するように特定の傾角を除いて，るためには，基本格子における鏡映対称面の存在に加えて，原子レベルの転位あるいは粒界転位間隔は一定にはなり得な

ある種の「有理数条件」が必須である．有理数は実数の中でい．このような粒界構造を詳細に解析し，次世代材料へ応用

稠密に存在するため，対応方位は離散的でありながら無数にするためには，数学的手法は極めて有効である．特に，粒界存在する．また，回転軸の取り方や六方晶の c/a 比など結晶東北大学材料科学高等研究所1)助教 2)教授(〒9808577 仙台市青葉区片平 2
11)
東京大学・日本電子産学連携室副室長
東京大学大学院工学系研究科総合研究機構教授
Analysis of Periodic Atomic Structures in Grain Boundaries by Number Theory; Kazutoshi Inoue, Mitsuhiro Saito, Motoko Kotani
and Yuichi Ikuhara,(WPIAIMR, Tohoku University, Sendai. JEOL Ltd., Tokyo. Institute of Engineering and Innovation,
The University of Tokyo, Tokyo)
Keywords: grain boundary, structural units, STEM(scanning transmission electron microscopy), HAADF(highangle annular dark field),number theory
2017年 7 月12日受理[doi:10.2320/materia.56.589]

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan

に起因する条件によっては，近似対応格子の概念が必要になることもある(10)．従来，∑値の比較的小さい低エネルギー
粒界については，実験および理論計算によって多数の研究がなされてきた．しかしながら，低∑値の対応粒界は特別な粒界であり，すべての粒界を網羅するためには，無数の一般粒界についての統一的な理論研究が必要である．こうした背景の下， 1960 年代に 2 つの格子の一致の良さを定量化するた
めに O 格子理論が提唱された(8)(9)(11)(12)．対応格子理論では
2 つの結晶格子が特定の幾何学的関係で交わる必要があるのに対し，O 格子理論では任意の方位関係を連続的に扱うことができる．
さて，O 格子点は次の方程式によって求められる
a＝(I－A－1)－1 t.

(1)

ここで I は恒等変換，A は 2 つの格子の方位関係を結ぶ一次変換(直交変換)， t は基本格子の格子ベクトルである． t を任意に動かす毎に a が定まり，そのような a の集合によって O 格子が得られる．式( 1 )は， 2 つの格子による格子パターン( dichromatic pattern )の中心，すなわち一次変換 Aの原点と同値な点を求めていることになる．一般に，一次変換で結ぶことが出来る結晶同士であれば，異種界面でも扱うことが出来る．図( a )および( c )はそれぞれ，正方格子 L0のある格子点を中心として28.07°
および36.87°
回転し，新たに出来る正方格子 L1 を重ねた格子パターンを示している．
また，それぞれの格子パターンに，L0 と L1 を結ぶ一次変換
として回転変換を選んだ場合の O 格子 O(L0, L1)を描いた．
ここで基本格子 L0 に対する O 格子点の内部座標を計算すると，(a)は(0,0), (1/2,0), (0,1/2), (1/2,1/2)の 4 種類，(c)は( 0,0 ) , ( 1 / 2,1 / 2 )の 2 種類存在することが分かる．図 1( b ) , ( d )に， ∑17 ( 410 )/[ 001 ]対 応粒界お よび∑5 ( 310 )/[001]対応粒界の格子パターンと構造ユニットの模式図を示す．各図中央の線は粒界面を表しており，線より下側が基本
格子 L0，上側がもう一方の格子 L1 である．図 1 ( b ) , ( d )に粒界面近傍をハイライトしたが，実材料における粒界近傍の原子構造は極めて複雑であり，対応格子理論の幾何学モデルで記述するには限界がある．そのため本稿では，さらに 1
原子層離れた位置に構造ユニットを描いた．このように単一の構造ユニットのみで記述される粒界は，後述する参照構造

図1(a), (c)正方格子 L0 の格子点を中心に28.07°
および 36.87 °回転して出来る格子 L1 を重ねた格子パ
ターンに，L0, L1 による O 格子 O(L0, L1)を描き入れた．基本格子 L0 に関する O 格子点の内部座
標は(a)(0,0), (1/2,0), (0,1/2)および(1/2,1/2)の4 種類，(c)(0,0)と(1/2,1/2)の 2 種類存在する．
(b),(d)(a),(c)の格子パターンをそれぞれ単純立
方格子の∑17 ( 410 )および∑5 ( 310 )対称傾角粒界の[ 001]投影図と見立てた幾何学モデル．中央の線分は粒界面を表しており，線より下側が基本格
子 L0，上側がもう一方の格子 L1 である．構造ユニットを模式的に示し，中心部分をハイライトしてある．粒界面上に O 格子点が等間隔に並び，対応格子点と重なる O 格子点とそうではない O
格子点が交互に配置している．

(reference structure)の候補となる．粒界面上には，対応格子点と重なる O 格子点と，そうではない O 格子点が交互に配置していることに注意する．

と対称傾角粒界の周期性の関係を導出した(24)．

理論的な側面では 1980 年代に，一般の粒界構造は低指数

上記関係の例として，立方晶岩塩型結晶である MgO の対応粒界に現れる構造によって記述されることが報告されて[001]対称傾角粒界を考える．その際，固相接合法により傾いる(13)(19) ．また，粒界における構造ユニット配列に階層を有する MgO の対称傾角(近似∑5)粒界を作製し，角約35°構造が存在することについても先行研究で指摘されてい収差補正 STEM 法による原子構造解析を行った(25)(26)．図る(16)(20)(21) ．一方， O 格子理論は物理的な背景から導かれに ， 傾 角 35.3 °の MgO 対 称 傾 角 粒 界 の 高 角 環 状 暗 視 野

たものではないため，提案当時から批判にさらされてきの粒界では，傾角( HAADF )STEM 像を示す．傾角 35.3 °た(22)(23)．だが我々は，一次変換を適切に選ぶことによっての∑5(310)対応方位からのずれが小さいため∑5(310)36.87°O 格子が粒界構造の周期を表す指標となることを見出し，粒構造ユニットが主になり，∑5 対応方位からのずれを補償す

界面上の O 格子点の周期と粒界構造ユニットの周期に対応るため，∑17(410)対応方位に現れる構造ユニットが周期的が存在することを示した(24) ．それに基づき，有理数の分布の対応方位は，に出現することが観察された．傾角 35.3 °



最近の研究

∑5 ( 310 )対応方位( 36.87 °)と∑17 ( 410 )対応方位( 28.07 °)のの内部座標を求めると，左から順に(4/7,1/2),(5/7,1/2),間に存在し，粒界構造はそれらの低指数対応粒界に現れる構(6/7,1/2), (0,1/2), (1/7,1/2), (2/7,1/2), (3/7,1/2)とな造ユニットによって構成されている．このように一般の粒界る．従って図 3 の構造ユニット内部に存在する O 格子点は構造が，低指数対応粒界に現れる構造ユニットの配列によっ

周期 7 で基本格子の単位胞内を徐々に移動することが分かて記述出来るとき，そのような低指数対応粒界のことを参照

り，それが粒界を記述する構造ユニットの周期に対応するとの対称傾角粒界の格子パター構造という．図に傾角 35.3 °考えられる．ここで，図中央部分の矢印で示すように，内部ンを示す．図の両端に対応格子点が存在し，それらを結ぶ中

座標(0,1/2)を持つ O 格子点が存在する．先述の通り，これ

央の線分は粒界面を表している．線より下側が基本格子 L0，

は∑17( 410)対応方位には現れるが，∑5 (310)対応方位には上側がもう一方の格子 L1 である．図 1 ( b ) , ( d )と同様に，現れないことに注意する．図 2 の HAADFSTEM 像では，の回転変換を選んだ場
L0 と L1 を結ぶ一次変換として 35.3 °大 多 数 の B ＝ ∑5 ( 310 ) 構 造 ユ ニ ッ ト 配 列 の 間 に ， A ＝合の O 格子 O(L0, L1)も描いてある．図 3 を見ると，粒界面∑17(410)構造ユニットが周期的に導入されることで∑5 対応

上に O 格子点が等間隔に配列している様子が分かる．図 1

方位からのずれを補償していた．その比は1 : 6(＝A＋6B)でにおいて，対応格子点と重なる O 格子点とそうではない Oあり，構造ユニット配列の周期は O 格子の解析と整合し 7格子点が交互に等間隔に配列していたことに倣い，図 3 にである．また，粒界面直上の輝点は不純物の偏析によるもの

おいても粒界面上の対応格子点と重なる O 格子点から順に，

で あ り ， 特 に B ＝ ∑5 ( 310 ) 構 造 ユ ニ ッ ト に 顕 著 で あ る

O 格子点を 1 つおきに通るように仮想的に構造ユニットをが(26)，ここでは言及しない．

書き込む．すると構造ユニットの内部に存在する O 格子点

一方，2 つの格子が対応方位関係にあるとき，対になる概が周期性を持つことに気付く．図 3 に示すように，それら念として DSC(displacement
shift complete)格子がある(27)．
DSC 格子とは 2 つの格子の全ての格子点を含む最も疎な格子，すなわちそのような格子の中で単位胞の体積が最大になるものとして定義される．あるいは，一方の格子を変位させた際に，対応格子の格子パターンを保存する平行移動ベクトルの集合としても特徴づけられる． DSC 格子の基本格子に対する単位胞の体積比は，対応格子の場合の逆数 1/∑で与図2

傾 角 35.3 °の MgO [ 001 ] 粒 界 の HAADF STEM
像．傾角 36.87°の∑5(310)対応方位からのずれを緩和するため， B ＝∑5( 310)ユニットが大部分を占める中に A ＝∑17 ( 410 )ユニットが周期的に存在する(25)(38)．

図3

正方格子 L0 の格子点を中心に， 35.30 °
回転して出来る格子 L1 を重ねた格子パターンに， L0, L1
による O 格子 O(L0, L1)を描き入れた．図の両端に対応格子点が存在する(矢印部)．それらを結ぶ
中央の線分は粒界面を表しており，線より下側が基本格子 L0，上側がもう一方の格子 L1 である．
さらに仮想的に構造ユニットを描くと，構造ユニットの内部に存在する O 格子点が基本格子の単位胞内を徐々に移動する様子が確認出来る．それらの基本格子 L0 に対する内部座標は左から順に(4/7,1/2), (5/7,1/2), (6/7,1/2), (0,1/2), (1/7,
1/2), (2/7,1/2)および(3/7,1/2)であり，周期 7で変 化してい る．特に 図中央 矢印部の ( 0,1 / 2 )は，∑17 ( 410 )対応方位に特徴的に現れる O 格子点である(24)．

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan

図4( a )∑5 ( 310 )/[ 001 ]対応方位関係の格子パターンと DSC 格子．(b)∑5(310)/[001]対応粒界のモデ
ルに∑17(410)/[001]対応粒界をまたぐ閉経路(図1( b )の構造ユニット 1 つ分)を展開したもの．展
開曲線の始・終点の差が粒界転位のバーガーズベ
クトル bDSC である．



えられる．図( a )は，∑5 ( 310 )対応方位関係を示しており，線同士の交わりが DSC 格子の格子点を表す．粒界転位

粒界構造とファレイ数列(あるいは DSC 転位)は格子パターンを保つ変位によって導上記解析に基づき，立方晶[001]対称傾角粒界の数理構造

入される場合に最安定であると考えられ，そのバーガーズベを抽出すると，次のようにまとめられる．まず p, q, p1, q1,

ク ト ル も DSC 格 子 に 基 づ い て 定 義 さ れ る ． 図 4 ( b ) は

p2, q2 は，p≦q, p1≦q1, p2≦q2 を満たす非負の整数であり，∑5 (310)対応粒界の模式図に，∑17( 410)対応粒界をまたぐ(p, q), (p1, q1), (p2, q2)の対はそれぞれ互いに素であると仮閉曲線(図 1(b )の構造ユニット 1 つ分)を展開したものであ定する．(q p 0)対応粒界の参照構造を(q1 p1 0)および(q2 p2

る．このとき展開曲線は閉じず，始・終点の差が DSC 転位

0 )に選んだとすると，( q p 0 )対応方位が 2 つの参照構造ののバーガーズベクトル bDSC を与える．図 2 において，数の対応方位の間にあるという条件は，不等式少ない A ＝∑17 ( 410 )構造ユニットに DSC 転位が導入されると考えられ，それらが最大限離れて配置されている．
一般に，傾角 2u の立方晶[ 001 ]対称傾角粒界において，tanu が有理数 p/q(q≧p≧0)となるときに(q p 0)対応粒界がp 1 / q 1 ＜ p /q ＜ p 2 / q 2(4)で与えられる．このとき( q p 0 )対応粒界が 2 つの参照構造によって(q p 0)＝n1(q1 p1 0)＋n2(q2 p2 0)(5)のときは tanu7/22と近似される存在する．傾角 2u＝35.3°と構成されるならば，係数 n1, n2 が正の整数として一意に定ため，理論的には∑533(22 7 0)対応粒界である．図 2 と図 3まるための必要十分条件は，

よ り ， 粒 界 構 造 は 6 つ の ∑5 ( 310 ) 構 造 ユ ニ ッ ト と 1 つ の∑17(410)構造ユニットで表されると考えられ，面指数(逆格

det

q1

q2

1

2

(p p )＝1(6)子ベクトル)の分解としては( 22 7 0 )＝( 410 )＋ 6 ( 310 )と表という条件で与えられる．このとき n1＋n2＝p が成立する．

のされる．ただし， MgO では参照構造として傾角 28.07 °しかしながら，2 種類の構造ユニットの配列は傾角によって∑17( 410)と傾角 36.87 °の∑5(310)対応方位が現れるが， Cu

は非常に多くの組合せがある． Sutton らは，一般の粒界構や Al などの金属ではこれらの構造も傾角 0°の∑1(100)バル造は 2 つの参照構造の整数係数線型和 n1A＋n2B によって記

ク構造および傾角53.13°の∑5(210)対応粒界を参照構造とし述されることに加え，傾角の変化に応じて 2 つの参照構造て，(410)＝(210)＋2(100), (310)＝(210)＋(100)と記述さの間をできる限り連続に変化するべきであることを提唱しれる(17)(28)．一般に傾角が 2u の( q p 0)/[ 001 ]対称傾角粒界た(14) ．例えばある対称傾角粒界において， A ユニットがの構造は，(m－1 1 0)および(m 1 0)を参照構造として，

3 つ，B ユニットが 4 つで 1 周期の構造ユニット配列(3A＋(q p 0)＝n1(m 1 0)＋n2(m－1 1 0)，(2)と表されると考えられる(18)(19)(24) ．その解 n1, n2 は 2 つの4B )が現れるとすると，その配列の仕方は以下の 5 通りの可 能 性 が あ る  AAABBBB,AABABBB,ABAABBB,

構造ユニットの組合せを表しており，m－1＜cotu＝q/p＜m

AABBABB, ABABABB．このとき数の少ない構造ユニットのとき正の整数として一意に定まる．また，n1＋n2＝p は構

A に DSC 転位が導入されるとすれば，平均転位間隔すなわ造ユニットの周期を表しており，( q p 0 )面指数の p に一致

ち A 同士の平均間隔はいずれの場合も同じになる．しかする(24)．

し，この中で A と B が「平均的」に混合した配列は 5 番目

粒 界 上 の 構 造 ユ ニ ッ ト 配 列 は ， 整 数 計 画 問 題 ( integerの場合であり，数の少ない A 同士が出来るだけ離れて配置

programming problem )として捉えることも出来る．整数計

し粒界エネルギーが最小になると考えられる．またこのよう画問題は最適化問題の一例で，難問の場合が多い．( q p 0 )な配列のときに，傾角の変化に応じて粒界構造も連続的に変対応粒界における対応格子点間隔を l＝ q2＋p2 とし，参照構化する． Sutton らは 2 種類の構造ユニットの割合が与えら造である(m 1 0)，(m－1 1 0)対応粒界における粒界面上のれたときに，それらの配列方法を決定するアルゴリズムを与対応格子点間隔をそれぞれ l1＝

m 2 ＋ 1 ， l2 ＝

( m － 1 )2 ＋ 1 とする．このとき，( q p 0 )対応粒界上に 2 種類の構造ユニッ

えた(16)(29)(30) ．その手法は，本質的にはユークリッドの互除法によるものである．

トを配置する最も単純なモデルとして，( q p 0 )粒界の対応

一方我々は，別の視点から 2 種類の構造ユニットの配列

格子点間隔 l の間に(m 1 0)，(m － 1 1 0)粒界の格子点間隔を与えるアルゴリズムを提唱した(31)(32) ．先の説明から，

l1, l2 をそれぞれ n1, n2 個並べることを考える．このとき，( q p 0 )対応粒界の構造ユニットの周期は p である．ここで間隔 l との誤差

p, q は本節冒頭で述べた条件を満たす整数であり，傾角 2u(3)の( q p 0 )対応粒界のとき tanu ＝ p / q が成り立つ．一方，傾を最小にする非負の整数 n1, n2 が定まるとき，原子レベル

角の順に対応する p を並べ，9 以下のものを抜き出すと次のの 歪 場 も 最 小 に な る と 考 え ら れ る ． 例 え ば 傾 角 35.3 °の29項からなる数列{pn}29n＝1 が周期的に現れる

|l－(n1 l1＋n2 l2)|

MgO ( 22 7 0 ) 傾 角 粒 界 の 場 合 ， 格 子 定 数 を 単 位 と し て
l＝222＋72＝533, l1＝

42＋ 12＝

り，網羅的に探索すれば n1＝1,

17, l2＝

32＋ 12＝10であn2＝6 と求まる．一般に式

1, 9, 8, 7, 6, 5, 9, 4, 7, 3, 8, 5, 7, 9, 2,
9, 7, 5, 8, 3, 7, 4, 9, 5, 6, 7, 8, 9, 1.

(7)

両端の p1 ＝ p29 ＝ 1 はそれぞれ，例えば∑17 ( 410 )対応粒界( 3 )を最小化する非負整数 n1, n2 は，式( 2 )の解として与(28.07°)および∑5(310)対応粒界(36.87°)の周期 1(すなわちえられる．

単一の構造ユニットで記述できること)に対応する．このと



最近の研究

き，p6＝5 は傾角 2u1＝29.49°の(19 5 0)対応粒界(tanu1＝5/

ファレイ数列 Fn とは， 0 と 1 の間にある既約分数のうち，の( 15 4 0 )対応粒界( tanu2 ＝19 )， p8 ＝ 4 は傾角 2u2 ＝ 29.86 °分母が n 以下のものを昇順に並べたものである(4) ．ファレ

4 / 15 )にそれぞれ対応する．ところで p7 ＝ 9 は， p7 ＝ p6 ＋ p8

イ数列は様々な物理現象に登場することが知られてい(＝5＋4)を満たすため，2 つの周期 p6＝5 と p8＝4 の結合にる(33)(37) ．ここで，分母同士・分子同士を足して得られる

よって，さらに大きな周期 p7＝9 の長周期構造が形成される□分数(中間数)を生成する演算＋を新たに導入する

の(34 9 0)＝と考えられる．ここで p7＝9 は傾角 2u＝29.65°(19 5 0)＋(15 4 0)対応粒界(tanu＝ 9/34, u1＜ u＜u2)に対応□ c/d＝(a＋c)/(b＋d).
a/b＋

(9)

□ a / b は， 2 ( a / b )のように表すことにす
同一分数の和 a / b ＋する．A＝(410), B＝(310)として，(19 5 0)および(15 4 0)

る ． 図 5 は ，各 世 代 のフ ァ レ イ数 列 間 の関 係 を表 し て い

対応粒界における構造ユニット配列がそれぞれ 4A＋B，3A

る．第 1 世代のファレイ数列 F1 が仮想的な分数 0/1 および＋B と記述されるとすれば，(34 9 0)対応方位の構造は(4A

1/1 によって構成されるとすると，式( 9 )で定義した演算を＋ B )＋( 3A ＋ B )を 1 周期とする長周期構造を持つと考えら

隣り合う分数に施すことにより，次世代のファレイ数列を逐れる．この場合，数の少ない B ユニットに DSC 転位が導入

次的に得ることができる．このような二分木をファレイ図とされ，それらは出来るだけ離れて配置される．単純に述べれ□ c/d＜ c/d であるこ呼ぶ．特に a/b＜c/d のとき， a/b＜a/b＋

ば， 7 個の A と 2 個の B を周期的に並べる際に， B 同士をとに注意する．また，この演算において出来るだけ離して並べるには，( 4A ＋ B )＋( 3A ＋ B )のよう

1.

□ q＋
□ r ≠ q＋
□ p＋
□ r),
非可換性(p＋に並べるしかない．このとき B ユニットの間に A ユニット2.

巡回置換(cyclic permutation)を許容するが 3 個ないし 4 個存在するため， DSC 転位は等間隔には並□ q＋□ r＝r＋□ p＋□ q，特に p＋□ q＝ q＋□ p が成り立つ)．
( p＋

ばない．式( 5 )の帰結として，n1＝1 あるいは n2＝1 であるの 2 点を仮定する．非可換性は，構造ユニット P, Q, R の配ような傾角のときは，粒界面上の転位あるいは粒界転位は等列に関して PQR と QPR は異なることに対応し，巡回置換

間隔に並ぶが，それ以外の場合は原子レベルで見れば等間隔を許容する点は，PQR, RPQ, QRP が同一の配列を記述するとはなり得ない．これは小傾角粒界の刃状転位配列に関してことに対応する．さらに，ファレイ数列において隣接する 2も同様である．このような数学的に厳密な解析は，粒界や転つの既約分数の分母・分子を並べて 2×2 行列をつくると，位の原子構造をより詳細に議論する際に有効になるものと思

行列式が 1 になるという性質がある．これは，式( 6 )におわれる．

いて見られた条件でもある．したがって，式( 5 )の参照構
造の選定基準として，ファレイ数列の隣り合う分数に対応すところで式( 7 )の太字下線部分は(8)る対応粒界を選べばよいことが分かる．また，低指数粒界面を満たし，短周期構造の結合によって長周期構造が形成されpn＝pn－1＋pn＋1に対応する分数は，ファレイ数列 Fn の n が小さい世代(図 5ることを表現している．式( 8 )は，有名なフィボナッチ数の上の方)にはじめて現れることに注意する．式( 9 )に示し

列の漸化式と同一のものであり，対称傾角粒界の構造にも準たファレイ数列の構成法に着目すると， F9 の分母に式( 7 )周期的な秩序が存在すると予想される．我々は，式( 8 )のの数列が現れるのは，F1 の隣接分数 0/1, 1/1 の分母がとも数列{pn }は，図に示す第 9 世代のファレイ数列 F9 に現れに 1 であることが原因である．従って，ファレイ数列のある分母と一致することを見出した(31) ．ここで，第 n 世代のる世代で，隣接分数の分子がともに 1 となれば，後の世代

図5□ c/d＝(a ＋c)/(b
第 1 世代から第 9 世代までのファレイ数列により構成される二分木(ファレイ図)．演算 a/b＋＋d)により生成され，それぞれの分数 p/qが(qp0)対応粒界に対応する(31)(32)．(オンラインカラー)

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japanでそれらの間に存在する分数の分子にも，式( 7 )の数列が上記手法は[ 001 ]対称傾角粒界だけでなく，下記に示す通現れると考えられる．例えば，分数 1 / 4 と 1 / 3 に対応してり，他の物質・他の回転軸に関する対称傾角粒界の構造予測□ 1/3＝ 2/7に
先述同様 A＝(410)，B＝(310)と置くと，1/4＋

においても有効である．以下，代表的なセラミックスの幾つ対応する(7 2 0)＝(410)＋(310)対応粒界は，A と B が 1 対かの粒界を例として，上記手法による解析について説明す□ 1/3＝
1 で交互に現れる構造「 AB 」をもつ．また， 2 / 7 ＋の MgO[001]対称
る．図に，今回対象とする(a)傾角25.2°

3/10に対応する(10 3 0)＝(720)＋(310)対応粒界は，AB との立方晶ジルコニア(ZrO2)[11̃0]対称
傾角粒界，(b)傾角60°

B が 1 対 1 で交互に現れる構造「 ABB 」をもつ．さらに，

傾 角 粒 界 ， ( c ) 傾 角 6.8 °の ZnO [ 0001 ] 対 称 傾 角 粒 界 の□ 3/10＝5/17に対応する(17 5 0)＝(7 2 0)＋(10 3 0)対
2 / 7＋HAADF STEM 像 を 示 す ． ま ず ( a ) に つ い て は ， 2u ＝

応 粒 界 は ， AB と ABB が 1 対 1 で 交 互 に 現 れ る 構 造

より tanu  17/ 76と近似される．以下， A ＝∑13 ( 510)
25.2°

「 ABABB 」をもつ．この操作を繰り返すと，構造ユニット( 22.62 °)および B ＝∑17( 410)( 28.07 °)とおく． 25.2 °はそれ配列の周期として式( 7 )の数列が現れることが分かる．逆らの対応方位の間にあるので， A と B 2 種類の構造ユニッ□に，任意の分数はファレイ数列における演算＋の履歴を記憶トで記述できると考えられる．上述の手法により近似分数はしており，その履歴を遡ることで，参照構造がどのように配□ 1/4)＋□ 1 / 4 によって構成され，面指数とし
17 / 76＝ 8( 1 /5 ＋

列するかを特定することができる．実際，任意の既約分数にては(76 17 0)＝8((510)＋(410))＋(410)と分解する．従っ対して連分数表示を行うことで，その分数のファレイ数列にて，大部分は A＝∑13(510)および B＝∑17(410)構造ユニッ

お ける 「親 」を特 定する 公式 が知 られて いる(4) ．立 方晶[001]対称傾角粒界の場合，既約分数 p/q は(q p 0)対応粒界(tanu＝p/q)に対応することに注意すると，構造ユニット配列を求めるアルゴリズムは次のようにまとめられる(31)
1.

傾角 2u に対して tanu を計算する．

2.

tanu を連分数展開しその値を近似する分数 p/q を求める．

3.

p/q のファレイ数列における「親」を遡り，参照構造の配列を特定する．

図7

図6



( a ) 傾 角 25.2 °の MgO [ 001 ] 対 称 傾 角 粒 界 の)およ
HAADF STEM 像． A ＝∑13 ( 510 )( 22.62 °び B ＝∑17 ( 410 )( 28.07 °)構造ユニットが交互に並び，破線円部に示すように B ユニットが余計に加わる(38)．(b)傾角60°の立方晶ジルコニア[11̃0]対称傾角粒界の HAADFSTEM 像．C＝∑9(221)( 38.94 °) 構 造 ユ ニ ッ ト の 間 に D ＝ ∑3 ( 111 )( 70.53 °)構造ユニ ットが 3 個な いし 4 個存在 する(40)．(c)傾角6.8°の ZnO[0001]対称傾角粒界の)構造
HAADF STEM 像． F ＝∑7 ( 123̃0 )( 21.79 °ユニットの間に E ＝∑1 ( 112̃0 )バルク構造( 0 °)ユニットが 3 個存在する．

(a)面心立方格子の[11̃0]投影図の模式図．(b)六方晶の[ 0001 ]投影図の模式図．それぞれ角度 2uのくさび領域を切り取り，切断面を貼り合わせると，図の矢印位置に対応格子点が生じる．( a )において( qqp )面と( 110 )面のなす二面角が u であり，対応方位は[ppq]＝ p[110]＋ q[001]と表される．あるいは( qqp )面は[11̃0 ]軸と[ ppq ]軸により張られるため，(qqp)＝ q(110)＋ p(001)とも表される．[ 001 ]方位と[ 110 ]方位は直交し，それぞれの方位の格子点間隔(原点から伸びる矢印の長さ)の比が 1 : 2 であることから， 2 tanu ＝ p / qが成り立つ．( b )において( 112̃0 )面と( pqp ＋ q 0 )面のなす二面角がuであり，対応方位は[q šp p－q 0]＝(q＋p)/2[11̃00]＋(q－p)/2[112̃0]と表される．あるいは(pqp ＋q0)面は[0001]軸と[q p̃ p－q 0]軸により張られるため，(pqp＋q0)＝( q ＋ p )/ 2 ( 112̃0 )＋( q － p )/ 2 ( 1̃100 )とも表される．[ 1̃100 ]方位と[ 112̃0 ]方位は直交し，それぞれの方位の格子点間隔(原点から伸びる矢印の長さ ) の 比 が 1 : 3 で あ る こ と か ら ， 3 tanu ＝(q－p)/(q＋p)が成り立つ．

最近の研究

トが交互に並び， B ＝∑17 ( 410 )が余計に加わると予測され方法は他の物質・粒界に対しても適用可能であり，粒界に関る．実際に図 6(a)の STEM 像からも，破線円部のように Bする先行研究の解析結果についてもその全てを系統的に説明ユニットが余計に加わる配列を確認することができる(38)．

することが可能である(17)(21)(28)(29)(41)(44)．

次に，図 6(b)の立方晶ジルコニアの[11̃0]対称傾角粒界の.

場合を考察する．図の輝点は Zr 原子列を表しており，この

お

わ

り

に

場合 Zr 原子は面心立法構造をとる．図(a)に面心立方格子の[ 11̃0 ]投影図を示す通り，( 110 )面が鏡映対称面である．

本稿では，対称傾角粒界の構造ユニット配列について，整完全結晶から角度 2u のくさび領域を切り取り，切断面を貼数論的視点から概説した．一般に，対称傾角粒界における構

り合わせると，図の矢印位置が対応格子点になる．図 7( a )造ユニット配列は，Sutton らが導いた次の条件，において( qqp )面と( 110 )面のなす二面角を u とする．この

2 つの参照構造の整数係数線型和によって記述される．

とき対応方位は[ppq]＝p[110]＋q[001]と表される．あるい

傾角の変化に応じて 2 つの参照構造の間を出来る限は( qqp )面は[ 11̃0 ]軸と[ ppq ]軸により張られるため，( qqp )り連続に変化する．

＝ q(110)＋ p(001)とも表される．[001]方位と[110]方位はに従うことが知られている(14)．その結果，転位同士が平均直交し，それぞれの方位の格子点間隔の比が 1 : 2 であるこ的に配列した状態が最安定となる．本稿ではこの性質をさらとから， tanu＝ p/ 2 q が成り立つ．すなわち， 2 tanu が有に一般化させ，対称傾角粒界の構造と有理数の一対一対応を

理数 p/q となるとき，(qqp)対応粒界が存在する．ここで 2u

用いて粒界最安定構造を系統的に解析した．また，傾角粒界＝ 60 °
よ り ， 2 tanu ＝ 2 / 3  9 / 11 と 近 似 さ れ る た め ，に存在する階層構造をファレイ数列によって記述した．それ( 11 11 9 )対応粒界が対応する．また，この粒界は C ＝∑9

ぞれの粒界に対応する既約分数自体に上記 2 条件が組み込( 221 )( 2u1 ＝ 38.94 °, 2 tanu1 ＝ 1 / 2 )と D ＝∑3 ( 111 )( 2u2 ＝まれており，∑値の大きな傾角粒界であってもファレイ数列

70.53 °
, 2 tanu2 ＝ 1 / 1 )に現れる構造ユニットで記述されるを用いることで構造ユニットの配列を精度よく推定すること□ 1/2}＋{□ 4 (1 /1 )と考えられる(39)．従って，9/11＝{3(1/1)＋が出来る．このとき，転位あるいは粒界転位間隔は原子の離□ 1 / 2 }より，面指数としては( 11 11 9 )＝{ 3 ( 111 )＋( 221 )}＋散性を反映して準周期の一部を実現する．他の配列が観察さ＋{4(111)＋(221)}＝(3D＋C)＋(4D＋ C)と分解し，C＝∑9

れないのは，歪場を最小化する構造ユニット配列が実現され( 221 )構造ユニットの間に D ＝∑3 ( 111 )構造ユニットが 3 個ているためだと考えられる．このため，比較的粒界エネルギ

ないし 4 個存在すると予測される(40)．

ーの高い配位が参照構造として選択される場合もあり，参照の小傾角粒界を，六方晶
最後に図 6 ( c )の傾角 2u ＝ 6.8 °構造は粒界エネルギーだけでは決定することができない．隣[ 0001 ]対応粒界の例として考察する．図 7 ( b )は六方晶の接する参照構造の組合せによってそれらの間の傾角に現れる[ 0001 ]投影図であり，( 112̃0 )面が鏡映対称面である．図 7

構造が補間される点は様々な物質に共通しているものの，参( a )と同様に角度 2u のくさび領域を切り取り，切断面を貼

照構造を与える傾角とその構造は物質ごとに異なる．現状でり合わせると，図の矢印位置が対応格子点になる．図 7( b )は実験および理論計算により適切に参照構造を特定しなけれにおいて(112̃0)面と(p q p＋q 0)面のなす二面角を u とすればならず，より一般的な数学的枠組みの中で，単一構造ユニ

ば，対応方位は[ q p̃ p － q 0 ]＝( q ＋ p )/ 2 [ 11̃00 ]＋( q － p )/ットで記述される粒界の決定条件，ひいては最安定構造の決

2[ 112̃0 ]と表される．あるいは(p q p ＋ q 0)面は[ 0001]軸と定に関わる根源的な理論を構築していく必要がある．

[q p̃ p－ q 0]軸により張られるため，(p q p＋q 0)＝(q＋ p)/
2 ( 112̃0 )＋( q － p )/ 2 ( 1̃100 )とも表される．[ 11̃00 ]方位と本研究は，文部科学省構造材料元素戦略研究拠点事業，ナ[ 112̃0 ]方位は直交し，それぞれの方位の格子点間隔の比がノテクノロジープラットフォーム事業，および科学研究費助1  3 であることから， tanu ＝( q － p )/ 3 ( q ＋ p )が成り立成事業(15K06420)並びに新日鐵住金株式会社の助成を受け

つ．すなわち， 3 tanu ＝( q － p )/( q ＋ p )あるいは( 1 － 3て行われた．本研究の一部は，馮斌博士，盧智英博士，石川tanu)/(1＋ 3 tanu)＝p/q のとき，(p q p＋q 0)対応粒界に対亮博士，柴田直哉博士(東京大学)および陳春林博士(東北大応する．ここで(1－ 3 tanu)/(1＋ 3 tanu)＝f(u)とおくと，学)との共同研究成果であることを申し添える．また，吉永の場合，f(u)4/5と近似される．通常小傾角
傾角 2u＝6.8°

日出男九州大学名誉教授には継続的に激励頂き，様々な助言

粒界は刃状転位が周期的に配列すると言われているが，このを頂戴しました．ここに感謝申し上げます．

場合は構造ユニット配列で記述でき，E＝∑1(112̃0)バルク構
造(2u1＝ 0°, f(u1)＝ 1/1)と F＝∑7(123̃0 )(2u2＝21.79°, f ( u2 )文

献＝ 1 / 2 )対応粒界が参照構造である(41) ．このとき， 4 / 5 ＝□ 1/ 2より，面指数としては( 4 5 9̃ 0 )＝ 3 (1 1 2̃ 0 )＋
3 (1 / 1) ＋

( 1 2 3̃ 0 )＝ 3E ＋ F と分解する．その結果， F ＝∑7 ( 123̃0 )構造ユニットの間に∑1 バルク構造ユニット E が 3 個存在すると予測される．このように，図 6(b), (c)についても STEM
像から予測通りの構造を確認することができる．今回述べた

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan( 1 ) S. J. Pennycook and P. D. Nellist (Eds.): Scanning Transmission Electron Microscopy, SpringerVerlag, New York,(2011).
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( 3 ) G. H. Bishop and B. Chalmers: Scr. Metall., 2(1968), 133140.
( 4 ) G. H. Hardy and E. M. Wright: An Introduction to the Theory

of Numbers, 6th ed., Oxford Univ. Press, (2008).
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(12) W. Bollmann: Crystal Defects and Crystalline Interfaces,
SpringerVerlag, Berlin, (1970).
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(26) M. Saito, Z. Wang and Y. Ikuhara: J. Mater. Sci., 49(2014),
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Sci., 41(2006), 76967703.
(31) K. Inoue, M. Saito, Z. C. Wang, M. Kotani and Y. Ikuhara:
Mater. Trans., 56(2015), 19451952.

( 32 ) 井上和俊，斎藤光浩，陳春林，小谷元子，幾原雄一まてり
あ，55(2016), 582.
(33) F. D. M. Haldane: Phys. Rev. Lett., 51(1983), 605
608.
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Microsc., 65(2016), 479487.
(39) N. Shibata, F. Oba, T. Yamamoto and Y. Ikuhara: Philos.
Mag., 84(2004), 23812415.
(40) K. Inoue, B. Feng, N. Shibata, M. Kotani and Y. Ikuhara: J.
Mat. Sci., 52(2017), 42784287.
(41) F. Oba, H. Ohta, Y. Sato, H. Hosono, T. Yamamoto and Y.
Ikuhara: Phys. Rev. B, 70(2004), 125415.
(42) K. Morita and H. Nakashima: Mat. Sci. Eng. A, 234
236
(1997), 10531056.
(43) K. Ikeda, K. Yamada, N. Takata, F. Yoshida, H. Nakashima
and N. Tsuji: Mater. Trans., 49(2008), 2430.
(44) T. Shimokawa: Phys. Rev. B, 82(2010), 174122.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
井上和俊
2001年 3 月東北大学理学部卒業
2003年 3 月東北大学大学院理学研究科修了
2014年 3 月東北大学大学院理学研究科・論文博士(理学)同年 6 月東北大学・原子分子材料科学高等研究機構・助手
2016年10月同機構・助教
2017年 4 月より現職
専門分野微分幾何学，結晶界面の幾何学◎数学を応用した結晶界面の研究に従事．走査透過電子顕微鏡法との融合により，材料科学の問題に理論的側面からアプローチを行う．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

井上和俊

斎藤光浩

小谷元子

幾原雄一

最近の研究

亀裂先端転位と脆性
延性遷移挙動田 中 將 己 定 松

直
 東 田 賢 二

学的性質自体も実用的な観点から強い関心をもたれるように

.

は じ

め

に

なってきている．

.

材料の破壊力学物性について，その巨視的挙動を原子レベ

シリコン単結晶における BDT 挙動

ルで理解し，制御しようとする気運が，近年高まっている．
材料の靱性を理解する上で，亀裂先端の塑性域の挙動を如何

シリコン単結晶の変形挙動において，特に注目すべき点はに記述しモデル化するかが最重要の課題であることは，材料先に述べたようにその鋭い BDT 挙動にある．これは，図工学，機械工学など分野を超えて共通した基本的認識であっ3) で示すように， St. John に見いだされた．彼は破壊靱性た．しかし，「塑性域」の物理的内容は長く不明確なまま放値が急峻に上昇する温度を BDT 温度とし，この BDT 温度

置され，亀裂先端近傍の塑性域の微視的構造を解明しようと

 BDT 温度とを荷重増加率の関数として系統的に整理し，する気運が生まれたのは比較的近年のことである．特に破壊応力拡大係数増加速度との間にはアレニウス型の関係が見ら

物理研究分野では，転位論に基づいた材料の靱性の理解が進れ， BDT がある種の熱活性化過程に支配されているというみ，その実験的検証と新たな理論展開の上で，亀裂先端塑性
域の構造解析が強く望まれるようになった(1)(2)．そのような中，シリコン結晶は材料の破壊現象を取り扱うためのモデル
結晶として注目を集めた．その理由として以下のことが挙げ
られる．



シリコン結晶は室温では脆性的に破壊するが，温度が上昇すると延性的な性質を示すようになる．この挙動は脆性延性遷移(Brittletoductile transition: BDT)と呼ばれ，一般の金属材料でも見られるものであるが，シリコン結晶では 数°
C と いう狭い 温度域で 急峻に 靱性値が 上昇する 鋭いBDT が現れる．


半導体産業におけるシリコンウェハの大量生産技術により，高純度完全シリコン単結晶を容易に入手出来る．


シリコン結晶中の転位挙動に関して，充実した研究が蓄積されている．
このように，シリコン結晶における変形・破壊の研究は，
当初は学術的興味によるものが主であった．しかし近年，デバイスの更なる高機能化への要求が高まりシリコン結晶の力

図1

シリコン単結晶における破壊靱性値の温度・歪速度依存性(3)．

九州大学大学院工学研究院材料工学部門准教授(〒8190395 福岡市西区元岡744)鹿児島大学大学院理工学研究科助教
佐世保工業高等専門学校校長，九州大学名誉教授
Cracktip Dislocations and BrittletoDuctile Transition; Masaki Tanaka, Sunao Sadamatsuand Kenji Higashida(Deapartmentof Materials Scienec and Engineering, Kyushu University, Fukuoka. Department of Mechanical Engineering, Kagoshima University,
Korimoto, Kagoshima. National Institute of Technology, Sasebo College, Sasebo)
Keywords: dislocation, silicon, brittletoductile transition, crack, fracture, shielding, transmission electron microscopy, electron tomography,
strain2017年 8 月 8 日受理[doi:10.2320/materia.56.597]

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan BDT 温度の応力拡大係数増加速度依存性から求めこと，

よって生じる亀裂先端近傍での応力集中場の増大速度に，塑た活性化エネルギーの値が BDT 温度近傍でのシリコン結晶性域の広がりの速さ，即ち転位運動速度が追いつくときに中での転位運動の活性化エネルギーの値と良く一致するこ

BDT が生じると表現している．

ま た ， 表 1 で 見 ら れ る よ う に n 型 シ リ コ ン の DGBDT ，と，を実験的に示した．
ここで歪速度( ·e )と BDT 温度( TBDT )には次式が成り立つ(3)．

DGd は純シリコンと比べて供に小さい．n 型シリコンは，電気伝導度を制御するために P や As が添加されており，これ·e＝e0 exp(－kTDG )
BDT

(1)

BDT

なお， e0 は温度に依存しない定数， k はボルツマン定数，

ら元素が転位易動度の増加を引き起こし，その結果 BDT 温度が低下する事となる．これはいわゆる固溶軟化現象で他の金属でも同様に見られる．例えば，鉄にニッケルを添加する

DGBDT は活性化エネルギーである．アレニウスプロットよと BDT 温度が低下する現象はよく知られているが，この遷り活性化エネルギーを実験的に求める事ができる．

移温度の低下もニッケル添加に伴う鉄中の転位易動度上昇で

図に種々の単結晶材料により求められた DGBDT と遷移説明できる(5)(6)．

温度との関係を示す(4)．パイエルス応力の高い結晶においては，図中に示すように結晶構造に拘わらず，遷移温度と活性.

応力遮蔽効果化エネルギーの間には直線的な関係があることがわかる．この活性化エネルギーの物理的意味を理解するために，表にシリコン単結晶における BDT 挙動に関する研究は，先の種々の単結晶で得られた DGBDT の値と BDT 温度近傍でのSt. John の研究に端を発し，Oxford(Hirsch，Roberts ら)の転位運動の活性化エネルギー DGd との関係を示す．表より

グ ル ー プ(7)(10) ， Nancy ( George ， Michot ら ) の グ ル ー

シリコン単結晶だけで無く，他のパイエルスポテンシャルがプ(11)(13) ， G äottingen ( Haasen ら)のグループ(14)(16) 等を中高い単結晶材料においても DGBDT が， DGd とよく対応する

心として更に活発な議論がすすめられ， BDT 温度で見られ事がわかる．このことから， BDT 挙動を律速している素過る破壊靱性値の上昇は亀裂先端近傍での転位による応力遮蔽

程は転位運動にある事がわかる．つまり DGBDT は亀裂を有効果と呼ばれる応力緩和過程として説明できることが明らかする試料において脆性と延性を分ける転位易動度の閾値を表となった．次に，この応力遮蔽効果について述べる．

している．歪速度一定の条件下において転位運動の活性化エここでモード I 亀裂を考え，そこに負荷応力拡大係数 KI

ネルギーは温度上昇と供に増大するが，その値がある値に達が作用し，塑性変形が全く起きていないとすると，亀裂先端したときに BDT が起こる．St. John はこれを，外力増加に近傍の応力 sij は，よく知られるように，亀裂先端を原点とした極座標(r, u)の位置で，次式のように与えられる．

sij＝

KI
f(u)ij
2p r(2)

ここで，f(u)ij は亀裂のモードやその他のき裂の幾何学的条
件によって決まる u の関数である．
次に塑性変形が起きた時を考えると，亀裂先端近傍の応力場は，外力に加えて発生した転位の内部応力場も考慮する必要がある．一般に，亀裂先端近傍に転位が導入されると，転位によって生じる内部応力場によって外力と同様に亀裂先端近傍では応力集中が生じる．この転位による応力 sDij も式( 2 )と同様の形式で以下に表す事ができる．

sDij＝
図2

BDT 温度と活性化エネルギーとの関係(4)．

kId
f(u)ij
2p r(3)

なお，kId は転位による局部応力拡大係数である．
式( 2 ), ( 3 )より，負荷状態において転位も存在する場合
での応力 sT
ij は，次式のように書ける．

表1



種々の単結晶から得られた活性化エネルギー．

Material

DGBDT(eV)

DGd(eV)

Intrinsic Si(10)(41)ntype Si(10)(41)
Sapphire(42)Intrinsic Ge(43)GaAs(44)
Diamond(45)Mo(46)

2.1
1.6
3.2
1.54
1.09(＋0.04/－0.15)
3.06±0.25
0.49

2.35
1.7
3.2
1.58
1.1±0.1
2.6±0.5
0.49

DsT
ij ＝sij＋sij

＝

KI
kId
f(u)ij＋f(u)ij
2p r
2p r

＝

KI＋kIdf(u)ij
2p r(4)

ここで， kI ＝ KI ＋ kID と表され， kI は局部応力拡大係数と呼ばれ，亀裂先端にかかる正味の応力拡大係数である．転位が導入された場合，その転位による kID は，一般に外力による

最近の研究

.

亀裂先端歪場の可視化

前述の転位による亀裂先端近傍の応力遮蔽効果は，転位による弾性場によって生じている．その効果を原子スケールで立証するため，近年提案されている geometric phase analysis ( GPA )(20) を用いて，転位による遮蔽場の可視化に試みた．この手法は，高分解能電子顕微鏡法を用いて格子像をまず取得し，測定領域の格子像と歪の無い参照領域における格子像とを比較することで，原子サイズスケールでの歪場を測
定できる．
図3

転位による亀裂先端での応力分布(19)．

図( a )にシリコンウェハにインデンテーション法を用いて導入した亀裂先端近傍の高分解能電子顕微鏡像を示す(21) ．亀裂は，図中央上部から中心に向けて伸びてやや開応力集中を緩和する(遮蔽する)ように働き，その際の kID の口しており，黒抜きで示している．なお，亀裂面は{ 110 }

符号は負となる．ここで，この応力遮蔽効果を直感的に示す

面，亀裂進展方向は〈100〉方向である．格子像より，亀裂先ために， Thomson potential17) を用いて計算した刃状転位を端に計 4 本の転位が導入されている事がわかる． FS / RH

含む亀裂先端近傍の応力場を図に示す(18)(19)．刃状転位はconvention(22) に基づきバーガースベクトルの解析を行った

亀裂先端から 100 mm 離れた所に位置し，それらの転位線方

結果，いずれの転位の extrahalf plane も辷り面を基準とし

向は紙面に垂直で extra half plane はいずれも辷り面に対して亀裂に近い側に存在していることが明らかとなった．

て亀裂側にあるとする．このような転位は modeI 亀裂が開図 4(b)に GPA により測定した(a)と同領域の歪マップを口する際に発生する．図 3 で示す応力成分は亀裂面に垂直示す．座標軸は亀裂進展方向を x 軸，亀裂面方向を y 軸としな syy で，外力は全く負荷されていないため応力場の発生源

eyy を示す．亀先端裂から約 3 nm 離れた位置に 4 箇所の歪は転位の弾性応力のみである．転位芯に等高線が集中し，応集中部が見られる．これは転位による歪場で，いずれの亀裂

力集中が生じていることはもちろんであるが，ここで注目すに近い側に圧縮の歪場を有しており，図 3 で示した転位でべき点は，それに加え亀裂先端にも応力集中が生じている事の応力集中と対応している．ここで，亀裂先端部分の歪分布にある．この等高線は 0.01 MPa 毎に描いたもので，さらにに着目してみると，圧縮歪場となっている．このように応力陰影を施した領域が負の値，即ち圧縮応力を示している．こ

遮蔽効果の存在が原子サイズオーダーでも明らかとなっていの圧縮応力は，外力による亀裂先端の引張り応力集中を緩和る．

(遮蔽)するため，亀裂を進展させるためには，より正の応力集中の増加，即ち負荷応力拡大係数を増加させる必要があ.

亀裂先端転位の透過電子顕微(TEM)鏡観察る．これが転位の応力遮蔽効果を用いた破壊靱性値の上昇メカニズムである．

Lawn ら(23) は圧痕法で亀裂を導入した試料を薄膜化し，そこで次に転位遮蔽効果が破壊靱性の増加に実際に寄与す

透過電顕観察を行い，この手法が亀裂先端を膜内に含んだることを確かめるため，シリコン単結晶を用いて次のような

TEM 試料の作製に有効である事を示した．彼らは更に，こ実験を行った．まず，予亀裂を導入した試料を 1137 K で亀の手法で導入された亀裂は非常に鋭いことや，加熱によって裂先端近傍から塑性変形が発生したことを確認後，除荷，冷その亀裂から発生する事を示した．また Chao と Clarck(24)

却した試料を作製した．次に予亀裂導入後全く高温での予変は，試料ホルダーと試料の熱膨張率の違いによって亀裂に引形を加えない試料を準備した．これら 2 種類の試片を用い張荷重がかかるように試料を電顕ホルダーにセットし，て，新たには全く塑性変形の起こらない室温という条件で破TEM 内で試料を加熱し，亀裂周辺から転位の発生する様子

壊靱性値を測定し，両者を比較した．その結果， 1137 K でをその場観察した．このように，幾つかの亀裂先端転位像の予変形を与えた試料での破壊靱性値は 1.6 MPa m となり，観察例は報告されていたが TEM 試料作製の難しさもあり，

予変形を与えなかった試料の破壊靱性値 1.0 MPa m と比シリコン結晶の亀裂先端近傍を TEM 観察した例はその後あべ，約1.6倍に上昇した．これより，1137 K での変形時に亀まり報告されてこなかった．これを打開したのが，集束イオ

裂 先 端 で 発 生 し た 転 位 に よ る 破 壊 靱 性 値 の 上 昇 量 は 0.6

ンビーム(Focused Ion Beam: FIB)法の開発である．FIB 法

MPa m である事がわかる．この値が，式( 3 )で示した kd

は特定領域を選択的に薄膜化する事が比較的容易に行える．

に対応する．このように転位の導入によって破壊靱性値の上

坂ら(25)(27) はこの手法を亀裂先端領域の薄膜化に初めて応昇が認められ，応力遮蔽効果は確かに存在すると言うことが用し亀裂先端近傍の TEM 観察を行った．

できる．

亀裂先端近傍での転位は 3 次元で入り組んでいる．それ
ら転位の 3 次元構造を明らかにするために強力な手法とし

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan




図6

( a) Si 単結晶中の亀裂先端転位の超高圧電子顕微
鏡像(明視野)，(b)(a)で観察された転位の再構築像(35)．

べく平行に当て(平行ビーム)，透過波と一つの回折波のみを励起させる二波励起の条件で観察すると良い．明瞭に転位の二次元像が得られる条件でトモグラフ観察を行うことで回折
コントラストを反映した転位の三次元像が得られる．トモグ
ラフ解析は連続傾斜観察で得られた各二次元観察像の重ね合
わせから転位の三次元再構築を図るため，信頼性の高い再構～70°程度
築像を取得するための鍵は，試料ホルダーを±60°連続傾斜させる間，如何に同一の二波励起条件を保ち続ける
かに尽きる．一般の二軸傾斜ホルダーは，その先端部の幅が
図4( a )シリコン単結晶における転位を含む亀裂先端
近傍の高分解能電子顕微鏡像，(b)GPA を用いて測定した亀裂先端近傍歪マップ(eyy)，( c )解析式
より求めた亀裂先端歪マップ(21)．

大きく，高傾斜まで回転する事が出来ない．そのため，電子線トモグラフィー用に細身で且つ多軸高傾斜ホルダーが開発されている(32)．
ここで，図( a ) , ( b )で示すように試料厚さを d とすると，試料を u 傾斜させたときの見かけの試料厚さは d / cosuで表される．この見かけの試料厚さは(c)で示すように始めて電子線トモグラフィーが挙げられる(28)(29)．電子線トモグ

は u が変化してもほとんど変化しないが，傾斜角度が 50°を毎に回転させて連続傾斜像
ラフィーは試料ホルダーを約 2 °では元の試料厚さ
超えたあたりから急激に増加を始め， 60°を取得し，それらをコンピューター上で再構築することで 3の 2 倍， 70 °では 3 倍にも達する． 60 °を超えてからの観察

次元像を得る手法である．この手法を応用し，転位のトモグ

像の質と量が再構築像の像質を特に決定するため一般の二次ラフ観察を初めて報告したのは Barnard ら(30)(31)である．彼

元観察で用いる試料より薄い試料を用いた方が質の高い再構

らは GaN 薄膜中に存在している転位群を weak beam 暗視

築像が得られる．しかし膜厚を薄くすると，得られる深さ方

野法とトモグラフィーを組み合わせて観察し，膜内に垂直に向の情報が減少するため，三次元観察の意義も低下してしま

並ぶ転位群の 3 次元再構築に成功した．TEM において明瞭うことになる．

な転位像のコントラストを得るためには，入射電子線をなる

一般に電子線の試料透過能は電子の加速電圧に依存して大

最近の研究

図7

亀裂面に対して辷り面が傾いている際の亀裂先端での応力分布模式図．

亀裂面に対して傾いている場合，発生した転位は亀裂の前縁全体を遮蔽せずその一部のみを遮蔽する(図)．一本の転位
ループがもたらす反遮蔽場はその転位ループ外側のある位置で最大値をとる(34)(35)．複数の転位ループが発生している亀裂先端における kd の計算を実際に観察された転位構造を用いて行ったところ，転位ループの中心から約 1 mm 離れた位置に反遮蔽のピークが見られた．反遮蔽がピークになる亀裂
先端部が新たな転位源として働くことが示唆される．実際に，同じ試料の TEM 観察で見られた転位源間隔は 0.6 ～ 1
mm であった．このことから辷り面が亀裂面と傾いている試

図5(a)厚さ d の試料における膜面入射，(b)試料傾斜
時の見かけの厚さ，( c )試料の傾斜角度 u と見かけの試料厚さとの関係．

料において，次のような亀裂前縁での転位源増殖モデルが構
 亀裂先端でまず転位ループが発生する．
築できる(34)(35)．
 発生した転位ループの反遮蔽場によって生じる引張力が亀

裂前縁上にある別の転位源を活動させる駆動力となり，新た このプロセスが連鎖的に起こるな転位ループが発生する．

きくなる．そのため，加速電圧の高い電子顕微鏡を使うこと

 亀裂
ことにより，亀裂前縁全体が転位によって覆われる．

でより厚い試料中の転位を観察する事が可能となる．特に，先端からの転位発生が続くと，亀裂先端近傍で転位の 2 重超高圧電子顕微鏡( HVEM )は 1000 kV 以上の加速電圧をか

交叉辷りが起こる．この転位が FrankRead 源となり，亀裂けることが可能であることから， HVEM 法と電子線トモグ

前縁以外での転位増殖が進む．このように，亀裂先端近傍でラフィーを組み合わせた HVEM トモグラフィーが転位のの転位の爆発的な増殖が図 1 で見られる破壊靱性値の急激

三次元構造解析に有効な手段となる．図(a), (b )に超高圧な上昇を引き起こすことになる．

電子顕微鏡(JEM1300NEF)で観察した亀裂先端近傍の転位

TEM の観察試料が厚くなれば，試料中に含まれる転位の像とその連続傾斜観察より求めた転位の 3 次元再構築像と数が多くなり転位構造に関する情報は増す一方で，試料厚さを示す．再構築像を用いることで，転位が載っている辷り面の増加に伴う電子線の色収差の影響が大きくなる．色収差のの同定が容易になる．また，転位の消滅実験を用いた転位の増加は像質の低下をもたらすため，像内に含まれる転位の数

バーガースベクトルの決定と併せて，転位の性格付けを行うは増えるがその解析が困難になる．図にシリコン結晶におことによって，これら転位が亀裂先端へ及ぼす影響を計算す

いて膜厚が 0.1 mm, 4.1 mm での電子エネルギー損失スペク

ることが可能となる．即ち，転位構造とバーガースベクトル

トルを示す．膜厚が 0.1 mm の場合には，電子エネルギー損がわかれば，式( 3 )中の kd の値を計算することが可能とな

失は 0 の位置にピークが現れ，電子エネルギー損失の分散

る(33)． kd 計算の結果，これらの転位は亀裂先端を遮蔽する

幅も高々 30 eV 程度であるのに対し，膜厚が 4.1 mm の場合タイプの転位である事が明らかとなった(34)．これは，先ほでは，電子エネルギー損失が 0 の位置にはほとんど強度はどの高分解能電子顕微鏡観察結果とよく一致している．

見られず，電子エネルギー損失スペクトルの分散も 1000 eV

転位の遮蔽(圧縮)場は転位ループの内側に発生し，転位ルにわたる．更に膜厚が増加すると，電子エネルギースペクト

ープの外側では反遮蔽(引張)場となる．そのため，辷り面がルの分散は更に大きくなり，電子線は透過するものの転位像

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japanられて来た．一方，実用上重要な鋼などの構造用金属材料では，結晶粒径(37)(38) や添加元素の影響(5)(39)(40) など材料組織や冶金学的因子が靱性に大きく影響する．それらが BDT 挙動に与える影響について一つ一つ明らかにし，その物理的メ
カニズムを明らかにしていくことが今後重要である．
本稿で取り上げた内容の一部は科学研究費補助金
図8

シリコン単結晶における電子エネルギー損失スペクトル(36)．

( 26249106, H1504147 )により支援を受けて得られた成果を含んでいる．ここに謝意を表する．

文

図9(a )試料膜厚 10 mm のシリコン単結晶における亀裂先端 HVEM 明視野像( Q フィルター無し)，( b ) Q フィルター使用時における( a )と同領域のHVEM 明視野像，(c)観察試料から得られた電子
エネルギー損失スペクトル．図中の黒線は，結像に用いた電子エネルギー損失域(36)．

の明瞭な観察は困難となる．図( a )および( c )に膜厚が約10 mm のシリコン単結晶の HVEM 明視野像およびその電子

エネルギー損失スペクトルを示す．この膜厚ではエネルギー
スペクトルの幅が 2800 eV にも達する．図 9( a )中に線で囲った領域は亀裂であるが，像がぼけてしまいもはや亀裂及び転位の像を識別することはできない(なお，この図は非点収差も含んでいる)．そこで， Q 型フィルターを用い，エネル
ギースペクトルの中で最も強度が高い 1360 eV を中心に±
40 eV の電子のみが結像に寄与するようにして，結像した明視野像が図 9(b)である(36)．図 9(a)とほぼ同じ視野領域であるが，亀裂と転位が明確に識別できる．このようにエネルギ
ーフィルター法を応用することによって，厚さ 10 mm に達する試料中の転位の観察も可能となってきている．

.

お わ

り

に

BDT 挙動にも見られるような破壊挙動は，これまで現象論としての取り扱いが多いように思われる．そのような中，
Thomson らによって提唱された破壊の物理によって，転位論を基盤として扱えるようになった．このような取り扱いの妥当性は，シリコン結晶などのモデル単結晶を用いて確かめ

献( 1 ) J.R. Rice and R. Thomson: Philos. Mag., 29(1974), 7397.
( 2 ) J.R. Rice: J. Mech. Phys. Solids, 40(1992), 239
271.
( 3 ) C. St. John: Philos. Mag., 32(1975), 11931212.
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( 5 ) 前野圭輝，田中將己，吉村信幸，白幡浩幸，潮田浩作，東田賢二鉄と鋼，98(2012), 667674.
( 6 ) K. Okazaki: Journal of Materials Science, 31(1996), 1087
1099.
( 7 ) P.B. Hirsch: Mater. Trans., JIM, 30(1989), 841855.
( 8 ) P.B. Hirsch, S.G. Roberts and J. Samuels: Proc. R. Soc. Lond.
A, 421(1989), 2553.
( 9 ) P.B. Hirsch and S.G. Roberts: Philos. Mag. A, 64(1991), 55
80.
(10) J. Samuels and S.G. Roberts: Proc. R. Soc. Lond. A, 421(1989), 1
23.
(11) G. Michot: Cryst. Prop. Prep., 17
18(1988), 5598.
(12) A. George and G. Michot: Mater. Sci. Eng. A, 164(1993), 118
134.
(13) M.A.L. de Oliveira and G. Michot: Acta Mater., 46(1998),
13711383.
(14) R. Behrensmeier, M. Brede and P. Haasen: Scripta Metall., 21(1987), 15811585.
(15) M. Brede and P. Haasen: Acta Metall., 36(1988), 20032018.
(16) T.Y. Zhang and P. Haasen: Philos. Mag. A, 60(1989), 1538.
(17) R. Thomson: F. Seitz and D. Turnbull (Eds.), Solid state physics, vol. 39, Academic Press, INC., Orlando, San Diego, New
York, Austin, Boston, London, Sydney, Tokyo, Toronto,(1986), 1
129.
(18) N. Narita, K. Higashida, T. Torii and S. Miyagi: Mater. Trans.
JIM, 30(1989), 895907.
(19) K. Higashida and N. Narita: JJAP Ser.2, Lattice Defects in Ceramics (1989), 3943.
(20) M.J. H äytch, E. Snoeck and R. Kilaas: Ultramicroscopy, 74(1998), 131146.
(21) D.R. Adhika, M. Tanaka, T. Daio and K. Higashida:
Microscopy, 64(2015), 335340.
(22) J.P. Hirth and J. Lothe: Theory of dislocations, McGrawHill,(1986), 19
25.
(23) B.R. Lawn, B.J. Hockey and S.M. Wiederhorn: J. Mater. Sci.,
15(1980), 12071223.
(24) Y.
H. Chiao and D.R. Clarke: Acta Metall., 37(1989), 203
219.
(25) H. Saka and G. Nagaya: Philos. Mag. Lett., 36(1995), 7375.
(26) H. Saka and S. Abe: Japan Soc. Electr. Microscopy, 1(1997),
4557.
(27) Su Prijadi and H. Saka: Philos. Mag. Lett., 78(1998), 435443.
(28) 金子賢治，馬場則男，陣内浩司顕微鏡，45(2010), 3741.
(29) P.A. Midgley and R.E. DuninBorkowski: Nature Materials, 8(2009), 271
280.
(30) J.S. Barnard, J. Sharp, J.R. Tong and P.A. Midgley: Science,
313(2006), 319.
(31) J.S. Barnard, J. Sharp, J.R. Tong and P.A. Midgley: Philos.
Mag., 86(2006), 49014922.

最近の研究(32) S. Hata, H. Miyazaki, S. Miyazaki, M. Mitsuhara, M. Tanaka,
K. Kaneko, K. Higashida, K. Ikeda, H. Nakashima, S. Matsumura, J.S. Barnard, J.H. Sharp and P.A. Midgley:
Ultramicroscopy, 111(2011), 11681175.
(33) H. Gao: J. Mech. Phys. Solids, 39(1991), 157172.
(34) M. Tanaka, S. Sadamatsu, H. Nakamura and K. Higashida:
Mater. Trans., 52(2011), 352357.
(35) M. Tanaka, S. Sadamatsu, G. Liu, H. Nakamura, K. Higashida
and I.M. Robertson: J. Mater. Res., 26(2011), 508513.
(36) S. Sadamatsu, M. Tanaka, K. Higashida and S. Matsumura:
Ultramicroscopy, 162(2016), 1016.
(37) M. Tanaka, N. Fujimoto and K. Higashida: Mater. Trans., 49(2008), 5863.
(38) M. Tanaka, K. Higashida, T. Shimokawa and T. Morikawa:
Mater. Trans., 50(2009), 5663.
( 39 ) 田中將己，前野圭輝，吉村信幸，星野 学，植森龍治，潮田浩作鉄と鋼，100(2014), 1267
1273.
(40) M. Tanaka, K. Matsuo, N. Yoshimura, G. Shigesato, M. Hoshino, K. Ushioda and K. Higashida: Mater. Sci. Eng. A, 682(2017), 370375.
(41) M. Imai and K. Sumino: Philos. Mag. A, 47(1983), 599621.
(42) H.S. Kim and S. Roberts: J. Ame. Ceram. Soc., 77(1994),
30993104.
(43) F.C. Serbena and S.G. Roberts: Acta Metall., 42(1994), 2505
2510.
(44) S. Fujita, K. Maeda and S. Hyodo: Philos. Mag. A, 65(1992),
131147.

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan(45) V.I. Trefilov, Y.V. Milman and O.N. Grigoriev: Prog. Crystal
Growth Charact., 16(1988), 225277.
(46) P.B. Hirsch, A.S. Booth, M. Ellis and S.G. Roberts: Scripta
Metall. Mater., 27(1992), 17231728.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
田中將己
2003年 日本学術振興会特別研究員(DC2)2005年 九州大学大学院工学府博士後期課程修了 博士(工学)の学位を取得
2005年 英国オックスフォード大学材料学部博士研究員
2006年 九州大学大学院工学研究院材料工学部門 学術研究員
2008年 九州大学大学院工学研究院材料工学部門 助教
2012年現職
専門分野転位論，結晶塑性論，金属破壊学◎結晶性材料の塑性変形・破壊のメカニズムを明らかにするために，転位論をベースに取り組んでいます．特に脆性延性遷移挙動に着目してシリコ
ン，鋼などを扱っています．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

田中將己

定松

直

東田賢二




希土類系金属ガラスにおける
動的緩和挙動の支配因子
山

\

由

勝

緩和に対応することを指摘して(3)以降，金属ガラスの動的緩

.



緒

言

金属ガラス

ガラス物質の歴史は古く，紀元前 4,000 年より前から製造

和現象の解釈が大きく進んだ．
ほとんどの金属ガラスは共通して a 緩和が観測される一方 で ， b 緩 和 が a 緩 和 の 低 温 側 又 は 高 周 波 側 に Peak やShoulder として明瞭に観測される合金系は限られている．bが始まったとされている．酸化物ガラスやポリマーなど，金緩和が明瞭に観測されない合金系の代表として， Zr Cu 系

属を除いた無機・有機物質の分野においては決して珍しいも

金属ガラスが挙げられる．R äosner らは，Zr65Cu27.5Al7.5 金属のではない．しかし，金属においては従来，ガラス状態は得ガラスにおいて，a 緩和ピークの低温側に Excess wing と呼られないと考えられてきた．ところが，1960年に Duwez ら

ばれる別の緩和モードが存在することを示すと共に， Ex-によって， Au Si 共晶合金の液体を超急冷(冷却速度 106

cess wing と b 緩和との関係について言及した(4) ． Ngai らK/s 以上)することで，金属ガラスが得られることが初めて

は，カップリングモデル解析により， Zr65Cu27.5Al7.5 金属ガ見出された(1) ． 1990 年頃になると， Inoue らによって， Mg

ラスの JohariGoldstein (JG)緩和(5)が Excess wing の観測

基や La 基，Zr 基など，過冷却液体における熱的安定性が高された温度・周波数領域で発生し得ることを示し， Excess

い金属ガラスが相次いで開発された(2)．これにより，現在でwing と b 緩和が同一の現象であるとする R äosner らの考えは金属ガラスの研究が飛躍的に進んでいる．

を支持した(6)．これにより，a 緩和及び b 緩和は金属ガラス



金属ガラスにおける動的緩和現象

ガラス形成過程は，液体構造が冷却過程中で準安定平衡状態まで緩和せず，非平衡状態においてキネティクスが凍結される現象と理解される．過冷却液体及びガラス固体におけるにおいて普遍的に存在し，Excess wing は b 緩和が a 緩和に一部埋没しているために明瞭に観測されないとの見方が一般的になった．


a 緩和と b 緩和のカップリング度

緩和現象を深く理解するということは，ガラス構造の理解や金属元素のみから構成される，いわゆる金属金属系の金その制御方法の確立などに繋がり，これまで“物性物理学に属ガラスのほとんどは，b 緩和が a 緩和の低温側又は高周波おける主要な未解決問題”とされてきたガラス科学にブレー

側に Excess wing として観測される(7) ．これは a 緩和と b

クスルーをもたらす切っ掛けになるかもしれない．

緩和の活性化エネルギーの差が小さいことを意味しており，

金属ガラスにおける過冷却液体状態は，他のガラス物質とガラス構造が共有結合と比較して異方性の小さい金属結合に比べて熱的安定性が低く，比較的短時間で結晶状態へと変態

よる均質的な構造で形成されていることを考えると，一見自してしまうため，金属ガラスにおける緩和現象の研究のほと然であるように思える．ところが，同じく金属金属系に分んどは，ガラス転移温度以下のガラス固体温度領域で行われ類される RE TM 系( RE 希土類元素， TM ＝ Ni, Co )金属てきた．特に， Pelletier らが， Pd43Cu27Ni10P20 金属ガラス

ガラスにおいては，b 緩和が a 緩和から明瞭に分離してにおいて観測される動的ガラス転移及び subTg 緩和がそれ

Peak として観測され(8)(9)，これは直感的には理解し難い挙

ぞれ，他のガラス物質においても観測される a 緩和及び b動である．

宇部工業高等専門学校助教(〒7558555 宇部市常盤台 214
1)Dominant Factor of Dynamic Relaxation Behaviors in Rareearthbased Metallic Glasses; Yoshikatsu Yamazaki(Research Group,
Department of Mechanical Engineering, Ube National College of Technology, Ube)
Keywords: metallic glass, amorphous alloy, dynamic relaxation, arelaxation, brelaxation2017年 6 月28日受理[doi:10.2320/materia.56.604]



新 進 気 鋭

これまでの研究を鑑みると，金属ガラスにおける a 緩和

原子半径比，◯混合エンタルピー，ップリング度の大小と，◯と b 緩和のそれぞれの緩和時間分布の重なり度合い，つま 構成元素の融点といった各因子との関係を系統的に調査す◯り，カップリング度の大小には，構成元素濃度よりも構成る上で最適な合金系だと言える．また，調査対象を La Al

元素種の方が大きく影響しているように思える(8)(10)．例え

系金属ガラスに限定することで，汎用性は欠くが議論の複雑

ば，Y60TM15Al25 (TM＝Ni, Co, Cu, Fe)系(9)や La70TM15性を排除することができる．よって，差し当たり La Al 系

Cu)系(8)金属ガラスにおいて，添加する

金属ガラスを調査対象として絞り，導出した結果の一般性はAl15 (TM＝Ni, Co,

遷移金属の種類によって，a 緩和と b 緩和のカップリング度の大小が顕著に変化することが報告されている．Yu らは，
このような a 緩和と b 緩和のカップリング度の大小におけ後に議論することにした．


混合エンタルピー差が動的緩和挙動に及ぼす影響

る合金組成依存性について，“異種元素間の混合エンタルピ

図(a)～(d)に La60TM10Al30 (TM＝Cu, Ag, Au, Ni, Pd,

ーが全て似たような値であり，かつ，それらの値が負に大き

Pt, Co, Rh, Ir) 金属ガラスの動的緩和挙動を示す．定速加熱

いほど，a 緩和と b 緩和のカップリング度は小さくなる”と(3 K/min)・定周波数(1 Hz)下での動的な応力緩和挙動を測いう経験則を見出している(11) ．一方で， Pd43Cu27Ni10P20 金

定しており，横軸は温度 T を a 緩和のピーク温度 Ta で規格属ガラスにおいて，a 緩和は構成元素中で最も原子半径が大化した値 T/Ta，縦軸は損失弾性率 E″を a 緩和のピーク強度

きい Pd の拡散，b 緩和は構成元素中で最も原子半径が小さE″a で規格化した値 E″/E″a である．図 1(a)に示されるようい P の拡散が密接に関係していることが実験的に示されてに， La60 ( Ni, Co ) 10Al30 金属ガラスにおいては b 緩和が a 緩いる(7)．この結果は，構成元素間の原子サイズのミスマッチ

和の低温側に Peak として観測され(Peak 型)，La60Cu10Al30

も，a 緩和と b 緩和のカップリング度の大小に影響を与えて金属ガラスにおいては b 緩和が a 緩和の低温側に Shoulder

いることを示唆している．

として観測された( Shoulder 型)．この傾向は従来の結果と 構成元
ところで，これまで金属ガラスの合金設計には，◯

一 致 し て い る(8) ． Ni, Co, Cu は 原 子 半 径 が そ れ ぞ れ 1.25,

 原子半径比，◯ 混合エンタルピー，◯
 換算ガラス化
素数，◯1.25, 1.28 Å(0.125, 0.125, 0.128 nm)(16)と比較的近く，Yu

温度 Tg/Tl(Tgガラス転移温度，Tl液相線温度)といったらが指摘するように合金中の混合エンタルピー環境の差異が因子がしばしば用いられてきた(2)．これらの因子は簡便であa 緩和と b 緩和のカップリング度の大小に影響を与えているるという利点をもつ．a 緩和と b 緩和のカップリング度の大と考えられる(11)．Yu らの経験則(11)は，“各異種原子ペアの小を支配する因子についても，このような簡便な因子によっ

混合エンタルピー DH mix
ij の差が小さい”と言い換えることて説明ができれば，合金設計指針として即座に展開可能になができる．今， La TM Al 系金属ガラスにおいて遷移金属

 原子半径比，◯ 混合エンタルピー，
る．以降，著者らが，◯TM のみを変えているため，TM 周りの混合エンタルピー環

 構成元素の融点といった各因子と，a 緩和と b 緩和のカッ◯境のみに着目すればよい．つまり，構成元素間の混合エンタ

プリング度の大小との関係について検討した結果(12)を紹介

ルピー差として，| DH mix
DH mixTMLa TMAl |をパラメータとしてする．前述したように，ガラス形成の本質は緩和現象にある導入する．ここで，DH mix
j 間の混合エンタルピーij は元素 iため，本結果はガラス構造の不均質性やガラス形成能，塑性を表す． La60Ni10Al30 及び La60Co10Al30 金属ガラスにおける変形能など様々な性質の理解において，重要な手掛かりにな

混合エンタルピー差|DH mix
DH mixTMLa
TMAl|はそれぞれ，5 及びると著者らは考えている．

2 kJ/mol と求まる．一方，La60Cu10Al30 金属ガラスにおいては 20 kJ / mol と求まる．ここで，構成元素間の混合エンタ

.

La 基金属ガラスを用いた a, b 緩和カップリング
度の支配因子の検討

ルピーには， Takeuchi らによって報告されている計算値を用いた(17)．

b 緩和 Peak 型である La60 ( Ni, Co ) 10Al30 金属ガラスと混前述したように，希土類基金属ガラスにおける a 緩和と b合エンタルピー環境が似ている合金として La60Rh10Al30 金属緩和のカップリング度の大小は，添加する遷移金属の種類にガラスが挙げられる．La60Rh10Al30 金属ガラスにおける混合敏感であることが報告されている．これまでガラス形成するエ ン タ ル ピ ー 差 | DH mix
DH mixRhLa RhAl | は 4 kJ / mol で あ り ，ことが報告されている La Al 系金属ガラスは， La TM Al

La60 ( Ni, Co ) 10Al30 金属ガラスにおよそ近い値を有する．従(TM＝Ni, Cu, Co, Pd, Au)である(10)(13)(15)．著者らは，新って， La60Rh10Al30 金属ガラスは， a 緩和と b 緩和のカップ

たに LaTMAl (TM＝Ag, Pt, Rh, Ir)においてもガラス形

リング度は小さく， b 緩和 Peak 型を示すと予測される．ま成することを見出している(12)．これらは，La の原子半径がた， b 緩和 Shoulder 型である La60Cu10Al30 金属ガラスと混1.88 Å ( 0.188 nm )， Al の原子半径が 1.43 Å ( 0.14 nm )であ合 エ ン タ ル ピ ー 環 境 が 似 て い る 合 金 と し て La60 ( Ag,り，遷移金属 TM(Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Co, Rh, Ir)は原子

Ir)10Al30 金属ガラスが挙げられる．La60Ag10Al30 金属ガラス

半 径 が 1.25 ～ 1.45 Å ( 0.125 ～ 0.145 nm ) と 幅 広 い 値 を 持における混合エンタルピー差| DH mix
DH mixAgLa AgAl |は 23 kJ /つ(16)．構成元素間の混合エンタルピーは， LaAl 間が－ 38

mol ， La60Ir10Al30 金属ガラスにおける混合エンタルピー差

kJ/mol であり，CuAl 間の－1 kJ/mol から LaPt 間の－80

mix| DH mix
IrLa DH IrAl | は 18 kJ / mol で あ り ， こ れ ら は

kJ / mol まで幅広い値を持つ(17) ．構成元素の融点は， La が

La60Cu10Al30 金属ガラスにおよそ近い値を有する．従って，1193 K ， Al が 933 K であり， Cu の 1358 K から Ir の 2739

La60(Ag, Ir)10Al30金属ガラスは a 緩和と b 緩和のカップリン

K までこれも幅広い値を持つ．従って，a 緩和と b 緩和のカ

グ度は中程度であり， b 緩和 Shoulder 型を示すと予測され

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japanる．しかし，図 1 ( b ) , ( c )に示されるように， La60Rh10Al30
金属ガラスは b 緩和 Shoulder 型， La60(Ag, Ir)10Al30 金属ガ
ラスは b 緩和 Excess wing 型であった．従って， La TM 
Al 系金属ガラスにおいて，構成元素間の混合エンタルピー差だけでは，a 緩和と b 緩和のカップリング度の大小は説明できない．しかし，金属ガラスにおける a 緩和と b 緩和のカップリング度の大小は，Yu らの経験則(11)で概ね説明できるため，構成元素間の混合エンタルピーが主要な因子の一つであることには間違いないであろう．


原子半径比が動的緩和挙動に及ぼす影響

第二の因子として，構成元素間の原子半径比 RTM / RLa を導入し検討する．ここで， RTM は溶質元素である遷移金属
TM の原子半径( RTM ＝ 1.25 ～ 1.45 Å )， RLa は主成分元素である La の原子半径( RLa ＝ 1.88 Å )を表しており，原子半径は文献値( 16 )を用いた．表に， La60TM10Al30 ( TM ＝ Cu,
Ag, Ni, Co, Rh, Ir)金属ガラスにおける，構成元素間の混合

エンタルピー差| DH mix
DH mixTMLa TMAl |及び原子半径比 RTM /RLa を示す．b 緩和 Peak 型である La60(Ni, Co)10Al30 金属ガ

ラ ス と b 緩 和 Shoulder 型 で あ る La60Rh10Al30 金 属 ガ ラ ス
は，構成元素間の原子半径比 RTM / RLa が La60Rh10Al30 金属
ガラスの方が大きい(RNi/RLa＝RCo/RLa＜RRh/RLa)．そして，

b 緩和 Shoulder 型である La60Cu10Al30 金属ガラスと b 緩和
Excess wing 型である La60 ( Ag, Ir ) 10Al30 金属ガラスは，構

成元素間の原子半径比 RTM / RLa が La60 ( Ag, Ir ) 10Al30 金属ガ
ラスの方が大きい( RCu / RLa ＜ RIr / RLa ＜ RAg / RLa )．従って，構成元素間の原子半径比 RTM / RLa が小さくなる，つまり原子サイズのミスマッチが大きくなるほど，a 緩和と b 緩和のカップリング度は小さくなる傾向にあると言えそうである．
ところが，図 1(d)に示されるように，La60TM10Al30 (TM＝Pd, Pt, Au)金属ガラスは，構成元素間の混合エンタルピー差| DH mix
DH mixTMLa TMAl |及び原子半径比 RTM / RLa が b 緩和
Excess wing 型である La60Ir10Al30 金属ガラスよりも大きいが， La60Pd10Al30 金属ガラスが例外的に b 緩和 Shoulder 型を示した．ただ，La60Pd10Al30 金属ガラスで見られる b 緩和
は La60(Cu, Rh )10Al30 金属ガラスよりも不明瞭であり，a 緩
和と b 緩和のカップリング度は比較的大きいと言える．従って， La TM Al 系金属ガラスにおける a 緩和と b 緩和のカップリング度は，構成元素間の混合エンタルピー差及び原子半径比によりほとんど説明でき，別に第三の因子がマイナ
ーな因子として働いていると考えられる．著者らは，この第
表1
図1



La60TM10Al30 ( TM 遷移金属)金属ガラスにおける a 緩/E″a の温度
和のピーク強度で規格化した損失弾性率 E″
依存性．温度 T は a 緩和のピーク温度 Ta で規格化した．このときの印加周波数は 1 Hz，加熱速度は 3 K/minとした．( a ) La60TM10Al30 ( TM ＝ Ni, Co, Cu ) , ( b )La60TM10Al30(TM＝Ni, Co, Rh), (c) La60TM10Al30(TM＝Cu, Ir, Ag), (d) La60TM10Al30(TM＝Pd, Pt, Au)．

La60TM10Al30(TM＝Ni, Co, Rh, Cu, Ir, Ag)金属ガラスにお け る 構 成 元 素 間 の 混 合 エ ン タ ル ピ ー 差 | DH mix
TMLa mix
DH mixTMAl|，原子半径比 RTM/RLa．ここで，DH ij は元素ij 間の混合エンタルピー，Ri は元素 i の原子半径を表す．

La60Al30TM10|DH mix
DH mixTMLa
TMAl|[kJ/mol]

RTM/RLa

Ni
Co
Rh

5
2
4

0.66
0.66
0.72

Cu
Ir
Ag

20
18
23

0.68
0.72
0.77

新 進 気 鋭るため他の結合様式と比較して異方性が小さく原子移動の自由度が高いと考えられる金属において，結晶状態へ変態する
ことなく液体構造を維持しながら，最終的にガラス形成に至るという事実は誠に不思議である．ガラス形成機構が“物性物理学における主要な未解決問題”に位置付けられてから，多くの研究者がこの挑戦的な課題に取り組んできたが，詳細は十分には明らかになっていないのが現状である．金属ガラスの発見は，一見この課題をより難解にさせる物質に思える．しかし，構造や結合性の観点で他のガラス物質と比較してより単純な金属ガラスこそ，ガラス形成の本質的な答えを教えてくれると著者は強く信じている．本稿で紹介した研究
図2

a, b 緩 和 カ ッ プ リ ン グ 度 ダ イ ア グ ラ ム に お け る ，
La60TM10Al30(TM＝Ni, Co, Rh, Cu, Ir, Ag, Pd, Pt, Au)
金属ガラスのマッピング結果．

成果はその僅かな一端にすぎないが，ガラス形成機構の解明への一助となれば幸いである．
本稿で紹介した研究成果は主に，著者が東北大学の博士課

三の因子についても検討しており，各構成元素間の融点差又程後期在籍時に同大学金属材料研究所の加藤秀実教授のご指は凝集エネルギー差が小さいほど，a 緩和と b 緩和のカップ導の下で得られたものである．このような“挑戦的な”テー

リング度は小さくなることを明らかにしている(12) ．混合エマに全力で取り組む機会ならびに終始懇切なご指導ご鞭撻を

ンタルピーが異種元素間の化学結合力を反映したパラメータ

いただけたことに，この場を借りて心より感謝を申し上げであるのに対し，凝集エネルギーは同種元素間の化学結合力

る．最後にまてりあ「新進気鋭」に寄稿する機会を与えていを反映したパラメータと言える．

ただいた関係者各位に感謝の意を表する．



a, b 緩和カップリング度ダイアグラムの作成

構 成 元 素 間 の 混 合 エ ン タ ル ピ ー 差 を | DH mix
TMLa DH mixTMAl |，原子半径比を RTM / RLa ，凝集エネルギー差を
coh
coh
coh
{|( E coh
E coh
E coh
TM 
La )/ E La |＋ 1 }×{|( E TM 
Al )/ E Al |＋ 1 }とそれぞれ定義して用い，a 緩和と b 緩和のカップリング度の大小を記述するダイアグラムを作成した．その結果を図に示す．横軸には化学結合的な因子として，構成元素間の混合エン タ ル ピ ー 差 | DH mix
DH mixTMLa TMAl | に 凝 集 エ ネ ル ギ ー 差
coh
coh
coh
{|( E coh
E coh
E coh
TM 
La )/ E La |＋ 1 }×{|( E TM 
Al )/ E Al |＋ 1 }を補正因子として乗じたパラメータをとり，縦軸には幾何学的な因子として構成元素間の原子半径比 RTM / RLa をとっている．
ここで，E cohは i 元素の凝集エネルギーを表し，文献値(16)iを用いた．La60TM10Al30 (TM＝Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Co,
Rh, Ir)金属ガラスにおいては，a 緩和と b 緩和のカップリン

グ度の大小がこれらの三つの因子により見事に説明できているのが分かる．更に，著者らは，このダイアグラムを ZrAl
系や PdSi 系といった他の金属ガラスにも拡張し，金属金属系である Zr Al 系金属ガラスにおいては今回議論した三つの因子で説明できるが，金属半金属系である PdSi 系金属ガラスにおいては説明できないことを示している(12) ．従って，金属金属系の金属ガラスにおいては， a 緩和と b 緩
和のカップリング度の大小は，主として構成元素間の混合エンタルピー差と原子半径比によって支配され，構成元素間の融点差又は凝集エネルギー差も僅かに寄与していると結論付

文献( 1 ) W. Klement, R. H. Williens and P. Duwez: Nature, 187(1960),
869870.
( 2 ) A. Inoue: Acta Mater., 48(2000), 279306.
( 3 ) J. M. Pelletier, B. Van de Mootele and I. R. Lu: Mater. Sci.
Eng. A, 336(2002), 190195.
( 4 ) P. R äosner, K. Samwer and P. Lunkenheimer: Europhys. Lett.,
68(2004), 226232.
( 5 ) G. P. Johari and M. Goldstein: J. Chem. Phys., 53(1970),
23722388.
( 6 ) K. L. Ngai: J. Non
Cryst. Solids, 352(2006), 404408.
( 7 ) H. B. Yu, W. H. Wang and K. Samwer: Mater. Today, 16(2013), 183
191.
( 8 ) Z. Wang, H. B. Yu, P. Wen, H. Y. Bai and W. H. Wang: J.
Phys.: Condens. Mater., 23(2011), 142202.
( 9 ) P. Luo, Z. Lu, Z. G. Zhu, Y. Z. Li, H. Y. Bai and W. H. Wang:
Appl. Phys. Lett., 106(2015), 031907.
(10) H. Okumura, A. Inoue and T. Masumoto: Sci. Rep. RITU A,
36(1992), 239260.
(11) H. B. Yu, K. Samwer, W. H. Wang and H. Y. Bai: Nat.
Commun., 4(2013), 2204.
(12) Y. Yamazaki and H. Kato: in preparation.
(13) A. Inoue, T. Zhang and T. Masumoto: Mater. Trans., 30(1989), 965
972.
(14) A. Inoue, H. Yamaguchi, T. Zhang and T. Masumoto: Mater.
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(15) R. Li, M. Stocia, G. Wang, J. M. Park, Y. Li, T. Zhang and J.
Eckert: J. Mater. Res., 25(2010), 13981404.
(16) C. Kittel: Introduction to Solid State Physics, John Wiley &Sons, (2005).
(17) A. Takeuchi and A. Inoue: Mater. Trans., 46(2005), 2817
2829.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
2016 年 9 月

東北大学大学院工学研究科博士課程後期修了
2016 年 10 月 宇部工業高等専門学校機械工学科 助
教 (現職)
専門分野金属物性学，材料工学，非平衡物質工学◎ガラス物質，特に金属ガラスのガラス形成や緩和機構に関する研究に従事．

けられる．

.

お わ

り

に

本稿では，金属ガラスにおける動的緩和挙動の支配因子に関する研究を掻い摘んで紹介した．電子雲を形成して凝集す

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★
山l由勝




開発裏話～構造用素材として優れたコストパフォーマンスを持つ
省合金型二相ステンレス鋼(NSSC2120)の開発
及 川 雄 介柘 植 信 二江 目 文 則3
)
1)
2)
本村

井 上 裕 滋洋4)

なっている．当然，この考えが最初から常識だったわけでは

. 開 発 の 背 景なく，初期材の大きな問題であった溶接部の耐食性劣化を解決する方策として 1960 ～ 70 年代に開発がなされた成果であ製造業における中国の台頭は各業界で見られる現象であるる(5)．しかしながら，以降は，「窒素は固溶しうる最大限まが，ステンレス鋼に関しても 2009 年からのわずか 6 年間でで添加した方が良い」「オーステナイト相の再析出量を増加

粗鋼生産量を 2 倍以上増やし世界の約半分を占めるまでにさせれば良い」という考えが固定され，これを前提に開発がなってきており(2)，過剰な生産能力が，日本の業界にとって進められてきたように思う．実際，省合金型(リーン)二相ス

相当な脅威となっている．ステンレス鋼の鋼種構成は，汎用

テンレス鋼についても， 0.2を超える高窒素系が多数開発

鋼種の SUS304系が全ステンレスの 4 割以上を占めている(3)

されてきた．それに対し本開発では，溶接熱影響部の詳細観が，当該鋼は製造が容易であるため，中国に対し，コストを察により，省合金型に関してはフェライト単相にならない二含めた競争力を維持するのは相当難しい．従って，日本のメ相加熱領域の窒化物析出を抑制する必要があることを見出ーカーが生き残るには，付加価値を持ちかつコスト競争力もし，それより，「二相ステンレス鋼における常識」から一歩有するステンレス鋼の開発が重要になってくる．

 フェライト単相加熱域のオーステ
進んだステージとして，◯二相ステンレス鋼は従来より，汎用ステンレス鋼より高強

 クロム窒化物の析出駆動力もナイト再析出は確保しつつ，◯度高耐食(かつ高価)な材料としてケミカルタンカー等に使わ抑制するという二元での成分設計を提案するに至ったものでれてきた．特に脚光を浴びるようになったのは， 2004 年頃ある(図参照)．

からの合金の高騰のもとで，ニッケルの使用量が少ないため更に，窒化物析出駆動力抑制については，単に窒素のみのに，オーステナイト系ステンレス鋼より相対的に割安になっ最適値を見つけるのではなく，ThermoCalcによる状態図

たことがきっかけである．同じ頃当社も二相ステンレス鋼ラ

計算により，各成分の寄与を統合して窒化物平衡析出温度を

インナップの拡充に着手した．
その中で二相ステンレス鋼の持つ高強度(高耐力)でニッケ
ルの含有量が少ない特長を活かすことで，前述の命題が実現できるのではと考え，コスト競争力のある省合金型に焦点を当て開発に取り組んだ．

.

鋼種開発に関する裏話

二相ステンレス鋼に関して， Blom の文献(4) に“ Nitrogen
Paradox”という記述がある．これは，溶接部の特性を低下させるクロム窒化物の析出を抑制するには，オーステナイト
相再析出を促進するために，敢えて窒素含有量を高める対策
が有効なことを説明している用語である．この，一見常識の逆に見える考えが，現在二相ステンレス鋼においては常識と

図1

NSSC2120成分設計のポイント．

新日鐵住金ステンレス株式会社1)研究センター 主任研究員 2)リサーチフェロー 3)商品開発部 部長 4)光製造所 部長代理
新日鉄住金株式会社 鉄鋼研究所 接合研究部上席主幹研究員(現 大阪大学接合科学研究所教授)
Development of Lean Duplex Stainless Steel that is Costeffective as a Material for Structure; Yusuke Oikawa, Shinji Tsuge, Fuminori
Gohnome, Hiroshi Motomura, Yuji Inoue(Nippon Steel and Sumikin Stainless Steel Corporation, Hikari. Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation, Futtsu)
Keywords: lean duplex stainless, material for structure, welding, heat affected zone, nitride precipitation, solution proposed, flood gate
(まてりあ第55巻 2 号7072頁「新技術・新製品」掲載)
2017年 7 月31日受理[doi:10.2320/materia.56.608]



新技術・新製品裏話

図2

NSSC2120の特長．

算出する方法を考えた．これにより，窒化物析出駆動力，オーステナイト再析出特性だけでなく，製造性や合金コスト等も考え合わせた多次元で成分を最適化することが可能となった．

.

製造技術と拡販ソリューションの大きな貢献

本鋼が多くのお客様にお使い頂ける存在となったのは研究

図3開発のみによる成果ではなく，製造技術と拡販ソリューショ

NSSC2120の適用例．(a ) 二瀬ダム取水設備(埼玉県)．(b) 小袖漁港水門(岩手県)．

ンが非常に大きな貢献を果たしていることを強調したい．以
下に概要を記す．


安定的生産体制の確立

分野で炭素鋼や Al 合金と比べても競争力のある素材と認知されつつある．特に，東日本大震災以降，水門の設計基準が製造性に関しては，高コスト製造が許されない省合金型のより大型化していることから軽量化への需要がより増大して方が却って鋳片気泡や表面疵を生じやすいというジレンマがおり，これに対し的確な解決策を提示できたことは，社会にあり，開発当初は「付加価値を持ちコスト競争力を有する」

対しても貢献し得たと考える．

というコンセプトが成立しない可能性もあった．これに対し，ほとんど全ての工程で生じていた種々の課題を，ポイン

NSSC2120 の適用は，淡水領域のインフラシステムを主に拡がっている．新たな適用例を図に示す．

ト部分では的確な設備投資を行い(高性能レベラー，高能率.

酸洗設備等)，それ以外では一つ一つの工程でソフト的な工開発を振り返って夫を施すことにより，汎用ステンレス鋼レベルの高い生産性を持つ製造工程を実現した．この生産性の高さは，当社が二以上のように，この開発は研究開発，製造技術，営業部門

相ステンレス鋼を提供する上で大きな強みになっている．

がそれぞれの力を発揮しつつ協力し一体となって作り上げ

ソリューション提案による新たな市場開拓

た，まさに日本的な製品開発手法による成果だと考える．中国メーカは資本力経済力に勝っており，また技術力について

 高強度で軽量生産性の高い製造工程を確立したことで，◯も個々人は優秀である．我々の現在のポジションを維持する

 良好な溶接性を有し，更に◯
 汎用鋼レベル設計が可能で，◯のは容易ではないが，今回のような開発手法を発展させ，付の生産性も達成した二相ステンレス鋼を実現した．その優位

加価値商品をこれからも世に出していくことで対抗していき性は図に示すように明瞭である．

たい．

しかしながら当初より当該鋼の優位性を最も発揮しうると考えられたインフラ用途は，公共性を有することから，新し

文

献い素材を採用して頂くことは困難な分野と見なされていた．
また，当初は二相ステンレス鋼自体が認知されておらず，「二層」のクラッド鋼と勘違いされたこともあると聞いている．これらの壁に営業部門が果敢に挑んで今日の成果を得た．国土交通省の新技術情報提供システム NETIS への登録
や，お客様が気付かれていない画期性を具体的に提案する発明的なソリューション等の様々な工夫により，現在では土木

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan( 1 ) 及川雄介，柘植信二，江目文則，本村 洋，井上裕滋まてりあ，55(2016), 7072.
( 2 ) ステンレス協会ホームページ「生産量」．
( 3 ) 秦野正治，松山宏之，石丸詠一朗，高橋明彦まてりあ， 52(2013), 180
183.
( 4 ) KJ. Blom: Proc. Int. Conf. Stainless Steels '87, York (1987).
社 日本材料学会腐食防食部門委員会編二相ステンレス鋼の(5) 
上手な使い方，(1999), 4.



開発ならびに加工技術の高度化に関する研究および関連業界への技術支援を行っています．研究部のメンバーは17名で 5つの研究室に分かれています．その中の一つが私たちの研究室であり，現在は 4 名の研究員が所属しています．

先進加工プロセスを用いた機能性金属材料の開発をめざして

先進構造材料研究室では，先進加工プロセスを用いた組織制御手法により，鉄鋼・アルミニウム合金・マグネシウム合金などの構造用金属材料の高性能化に関する研究を行っています．研究室で取り組んでいる研究テーマとしては次のよう

地方独立行政法人 大阪産業技術研究所 森之宮センター

なものがあげられます．

物質・材料研究部 先進構造材料研究室研究室長

摩擦攪拌プロセスによる組織制御

武内孝

摩擦攪拌プロセス(FSP)による，固相状態で金属材料の表面を攪拌し改質する特徴を活かして，工具鋼や超硬合金，マグネシウム合金などに対する表面組織の微細化，粒子添加に

私たちの研究室が所属している大阪産業技術研究所[略よる複合化など，組織制御技術の開発に関する研究を行って称大阪技術研，英名Osaka Research Institute of Indus-

います．例えば，溶射処理により基材上に形成した超硬合金

trial Science and Technology (ORIST)]は，大阪府と大阪市

皮膜に FSP を施すことで，皮膜内のポア量の低減，金属バの公設試験研究機関であった大阪府立産業技術総合研究所

インダ相の組織微細化等の組織制御を行い，高硬度化，高靱(大阪府和泉市)と大阪市立工業研究所(大阪市城東区)の 2

性化することに成功しています．また最近は，焼結プロセス

つの地方独立行政法人が合併することによって， 2017 年 4により作製した超硬合金と鉄鋼材料等との摩擦攪拌接合月に設立された研究所になります．2 つの研究所はともに(FSW)に関する研究も行っています．その他， FSP を材料

歴史が長く，大阪市立工業研究所は大正 5 年に，大阪府立

創製技術として発展させるべく，金属材料の表面に金属やセ産業技術総合研究所は昭和 4 年に設立された機関であり，ラミックの粉末を配置し， FSP を利用して材料中に分散さそれぞれ対応する業種や得意とする分野などに共通する部分

せ改質を行う研究についても取り組んでいます．例えば，撹

と異なる部分がありましたが，合併後は両機関の強みを生か

拌部にナノ粒子粉末を供給し重複 FSP を施すことで複合化すことで，機械・金属・電子・化学・高分子・バイオ・食し，マグネシウム鋳造材の粗大結晶粒組織を粒径数 100 nm

品・ナノテクノロジーといった幅広い分野に対応可能な研究程度の超微細粒複合組織に改質する技術(摩擦撹拌粉末プロ所となり，現在は，旧・大阪府立産業技術総合研究所を本セス)や，2 枚の異種金属板を重ね合わせて重複 FSP を施す部・和泉センター，旧・大阪市立工業研究所を森之宮センタ

ことで合金化し，撹拌部に微細な化合物粒子がその場析出しーとして新たに出発することになりました．

た微細粒複合組織を得る技術(重ね摩擦撹拌プロセス)等につ研究所の業務内容は，公設試験研究機関の役割としての，地域ものづくり中小企業への支援が中心であり，主に次のよいて研究を進めています．
マグネシウム合金の機械的特性向上

うな業務を行っています．技術相談(工業技術に関する質問

マグネシウム合金に対して押出し加工や非対称圧延などのへの対応)，依頼試験(試料の分析，評価などを行う)，受託

塑性加工プロセスを用いた組織制御を行って機械的特性を向研究(企業より提案を受けたテーマに基づく研究を行う)，装上することを目指した研究を行っています．第二相粒子分散

置使用(企業が研究所の保有する装置を利用する)，研究開発

制御による室温での局部伸びの向上，集合組織制御などによ(先進的な独自テーマの研究に取り組み，得られた研究成果

る振動減衰能の改善，粒界すべりの起こりやすさの制御によや技術シーズ，ノウハウなどの蓄積を行う)．これらの業務る超塑性特性の改善などに取り組んで来ました．最近では，を通して，地域の企業から求められる研究開発から実用化，

生体材料としての利用を念頭においたマグネシウム合金やマ製品化までのニーズに総合的に技術支援を行い，また産官学グネシウム合金基複合材料の開発も行っています．

連携によるイノベーション創出拠点としても機能できるような研究所を目指しています．

私たちの研究室では，種々の先進加工プロセスを用いた機研究所の現在の組織は，和泉センターに 7 研究部，森之能性金属材料の開発に関する研究をめざし，そこで得られた

宮センターに 5 研究部，合計 12 の研究部によって構成され研究成果やノウハウを活用することで，地域企業に対する技ており，職員数は合計241名(2017年 4 月時点)です．私たち

術支援を進めています．研究室の見学はいつでも歓迎しておの研究室「先進構造材料研究室」は，森之宮センターの物質・りますので，興味がありましたらお問い合わせください．

材料研究部に所属していますが，物質・材料研究部では，金(2017年 7 月28日受理)[doi:10.2320/materia.56.610]

属材料，プラスチック材料，複合材料を対象とした新素材の(連絡先〒5368553 大阪市城東区森之宮 16
50)



研究室紹介

医歯薬工連携による骨形態
計測学の新たな展開
図1～第37回日本骨形態計測学会を開催・参加して～(2017年 6 月22日～24日)
大阪大学大学院工学研究科
マテリアル生産科学専攻准教授

本大会での「医歯薬工連携」を表現したロゴ．

石 本 卓 也2017 年 6 月 22 日(木)～ 24 日(土)の 3 日間，大阪国際会議場(リーガロイヤルホテル大阪を含む)にて第 37 回日本骨形態計測学会(会長大阪大学大学院工学研究科マテリアル生
産科学専攻

中野貴由教授)を開催した．筆者は運営委員長

として，本会の企画，準備，運営に携わった．

図2

中野研究室や関係研究室が一致団結して運営した
本大会終了後の記念撮影．

本学会はこれまで，整形外科，内分泌内科，腎臓内科，放射線科，小児外科，さらには歯科を中心とした医歯薬系の会長の指揮の下で開催されてきた．工学系から会長が選出されンティングによる生体組織構築』といった工学的アプローチ

たのは 37 回の歴史の中で今回が初めてのことであり，本来に特化したシンポジウムを企画した．さらに，特別講演で製薬メーカーがスポンサーとなる学会の会長を工学系から選は，大阪大学理事・副学長の吉川秀樹先生(整形外科学)に，出するというのは，医歯薬系からの，材料工学・工学系への『人工骨による骨再生過去・現在・未来』と題し，整形外研究開発の期待の大きさを示している．

科医から見た医工連携研究の必要性と実際の成功事例，今後こうした状況を踏まえて，本大会のテーマは「医歯薬工連の方向性について講演いただいた．

携による骨形態計測学の新たな展開」とした．このテーマに結果として71件の一般演題，41件の指定演題と約330名のは，骨の形態・代謝学に対する基礎・臨床分野の医歯学研参加者があり，これまでで最大規模の大会となった．特筆す究，骨粗鬆症をはじめとした骨疾患への創薬・薬効評価研究

べきは，一般演題の中で医歯薬工連携研究に関するものがのみならず，骨形態計測学の深化を目指した最先端計測・計

25 ，工学系からの研究発表が 15 であり，合計で材料工算解析手法やそれに基づく材料・方法論設計といった工学的学・工学系が関与した講演が 40 を占め，本学会での材料見地からの研究を融合し，英知を結集することで，骨形態計

工学・工学系の重要性を示す結果となった．これは，「医歯測学の新たな発展の足がかりとしたい，という強い意気込み

薬工連携」をテーマとして掲げたことが理由の 1 つではあが込められている．本大会のロゴ(図)はまさに，医・歯・るものの，昨年度，骨形態計測学会発祥の地，新潟(朱鷺メ

薬・工がタッグを組んで強固に連携した 1 つの集合体として，

ッセ)で開催された第 36 回大会においても，一般演題の約

骨形態計測学を発展させていこうとする姿を表現している．

30に工学系研究者が関与していたことを考えると(10年前

骨形態計測学を含む骨関連医学において，そもそも「材料工学・工学系」がいかなる役割を果たしている(果たせる)のの第26回大会(新潟)では約20)，本学会での「医歯薬工連
携」はすでに安定期・成長期に入っていると言える．

か 2000年の NIH(米国国立衛生研究所)の提言は，骨密度

現在日本が直面している超高齢社会において，高精度・高のみでの骨解明・治療の限界を示し，骨密度以外に骨強度を速な骨診断や，物理的外場因子や人工材料，薬剤を駆使した決定する骨質因子の存在を提示した．すなわち，レントゲン

骨再建，予後管理といったあらゆる場面で医歯薬工が一丸とでは捉えることのできない，骨の材質を構成する nm オーダ

なって取り組む必要性はますます拡大し，その中でも材料工

ーでの化学的，構造的因子の重要性を意味し，これはまさ

学研究の重要性はますます大きくなっていくものと確信すに，無機・有機材料工学が得意とする分野の一つである．実る．私は今後も，金属学会を母体としながら医歯薬工連携を際に，骨ミネラルの配向性や結晶化度，コラーゲンの配列や進め，近未来の QOL(Quality of life)向上に材料工学の立場

分子架橋等の骨力学的機能への関与が工学的解析に基づき同から貢献していく所存である．

定されている．さらに，こうした因子の高精度イメージング

なお，本大会の実施にあたり，医歯薬系のみならず工学系

も，工学系の寄与なくして成し得ない技術の 1 つと言える．

の合わせて 40 企業にスポンサーとして共催いただいたととこうした骨形態計測学の中での「材料工学・工学系」の重もに，(公社)日本金属学会に所属する多くの先生方にもご参

要性を医歯薬学系の医師・研究者に理解いただき，共同研究

加・ご協力いただきました．ここに，感謝の意を表します．

等の出会いの場となることを目指し，本大会では，『電子顕(2017年 8 月 7 日受理)[doi:10.2320/materia.56.611]

微鏡・光学顕微鏡による最先端骨イメージング』，『3D プリ(連絡先〒5650871 吹田市山田丘 2
1)

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan




本
会

告

会

記

事

講演大会の参加費および登壇費の改訂のお知らせとお願い…………………………………………………………………612
会費自動払込のご案内 …………………………………………613
第26回奨学賞の推薦校募集について …………………………613
2018年度春期講演大会の外国人特別講演および招待講演募集…………………………………………………………………613
第41回技術開発賞募集 …………………………………………613
第68回金属組織写真賞作品募集 ………………………………613
平成30・31年度代議員候補者の立候補者募集 ………………614
平成30・31年度の監事候補者の立候補者募集 ………………615
平成30・31年度代議員選挙管理委員会委員募集 ……………615
日本金属学会「若手研究グループ」募集 ……………………616
金属学会セミナー ………………………………………………617

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

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

支部行事 …………………………615 次号予告 …………………………621
掲示板 ……………………………618 新入会員 …………………………621
会誌・欧文誌10号目次 …………620 行事カレンダー …………………622
ご連絡先住所変更等の手続きは，本会ホームページ 会員マイページ からできます．

オンラインジャーナルの発行や行事のご案内等の本会からのお知らせ Email の受信をご希望される方は，本会ホームページの 会員マイページ → 会員情報の変更届 にて手続して下さい．

会

告(ホームページもご参照下さい)
講演大会の参加費および登壇費の改訂のお知らせとお願い2017年 9 月 1 日
講演大会委員会委員長 杉本 諭

2018年春期講演大会より講演大会の参加費および登壇費を改訂いたしますので，お知らせいたします．本会では，より魅力ある講演大会にするため，各種施策の実施を行ってきておりますが，ご承知のように，会場使用料金の上昇に伴う減収が生じております．これを補うた
め，正員の講演大会の参加費ならびに非会員の講演大会参加費および登壇費を，以下の表に示すように値上げさせていただくことになりました．ただし，学生員の事前申込みの参加費は据え置きとするとともに，正員の値上げ幅を非会員のものに比べて低く抑えさせていただいております．これによって，これまで非会員で講演大会に参加されていた方の本会への入会および事前参加申込も促したいと存じます．
なお，非会員の参加者には，会員への移行を促すため，1 年間，「まてりあ」を寄贈するとともに，会員価格で講演大会以外のイベントに参加できる特典を付与いたします．
以上，ご理解いただきますようお願い申し上げます．
参加費の改訂内容
改訂後参加費

改訂前参加費

事前申込み

当日申込み

事前申込み

当日申込み

員

10,000円

13,000円

9,000円

10,000円

学生員

6,000円

7,000円

6,000円

6,500円

非会員一般

24,000円

27,000円

19,000円

20,000円

非会員学生

14,000円

16,000円

14,000円

15,000円

改訂後登壇費

改訂前登壇費

非会員一般

10,000円

6,000円

非会員学生

5,000円

3,000円正

登壇費の改訂内容＊維持員会社の正員登録者以外の社員が講演発表する場合
改訂後の参加費・登壇費
事前申込み

当日申込み

参加費は正員扱

10,000円

13,000円

登壇費は非会員扱

10,000円

10,000円

20,000円

23,000円

合

計

本 会 記 事

会費の自動払込のご案内年春期講演大会の外国人特別講演および招待講演募集2018年度会費自動払込のご案内を下記の通り申し上げます．
ご利用の方は，お手続きを宜しくお願いいたします．

推薦書提出期日年
月日(月)ホームページ入会・会員→会員ページ→会費支払方法

2018年度会費自動払込申込締切 年月日(金)2018 年春期講演大会における特別講演と招待講演を募集いたします．
特別講演

問合せ・申込書送付先

講演者著名な外国人研究者とする．

〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会
 0222233685

会員サービス係

講演時間30分(討論10分)
採択件数3～4 件

宛

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

滞在費補助10,000円
その他大会参加費免除，懇親会招待
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

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者とする．
講演時間15分(討論 5 分)
採択件数5 件程度
滞在費補助なし

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，全国大学材料関係教室協その他大会参加費免除

議会参加大学以外の教育機関からも広く募集いたします．

推薦用紙

所定様式(ホームページからダウンロードして下さい)

下記要項によりご応募下さい．

詳

まてりあ 9 号567頁

細年
月日(月)推薦書提出期日 
奨学賞募集要項
.

照会・推薦書提出先〒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

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高等専

 022
2233685

門学校
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．

.

FAX 0222236312%

Email: gaffair＠jim.or.jp

第回技術開発賞「新技術・新製品」記事募集

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)

応募締切
年
月日(火)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

賞の名称

第41回公益社団法人日本金属学会技術開発賞

賞の対象

まてりあ「新技術・新製品」記事に掲載(1 号から)され所定の応募用紙(本会ホームページよりダウンロード

た記事が選考対象となります．

できます)により必要事項を記入の上，ご応募下さい．

2018年 9 月の秋期講演大会
原稿問合先 まてりあ Email: materia＠jim.or.jp

.

応募締切

.

申込問合先

2017年11月 1 日(水)〒9808544 仙台市青葉区一番町 1
1432(公社)日本金属学会
 0222233685

奨学賞係

FAX 0222236312%

表彰or ホームページ本会賞の募集
http://gijutsu.jim.or.jp/entry
技術開発賞の問合先
詳

まてりあ 8 号519頁

細申込 URL

Email: gaffair＠jim.or.jp(公社)日本金属学会各賞係
 022
2233685

．
年全国大学材料関係教室協議会の参加大学(校)
大学

名

1 北海道大学

13 豊橋技術科学大学 25 大阪府立大学

2 室蘭工業大学

14 名古屋大学

26 兵庫県立大学

3 岩手大学15 名古屋工業大学

27 石巻専修大学

4 秋田大学16 京都大学

28 千葉工業大学

5 東北大学17 大阪大学

29 東京理科大学

6 茨城大学18 島根大学30 芝浦工業大学

7 筑波大学19 香川大学

31 東海大学

8 東京大学20 愛媛大学

32 金沢工業大学

9 東京工業大学

21 九州大学

33 関西大学

10 横浜国立大学

22 九州工業大学

34 近畿大学

11 長岡技術科学大学 23 長崎大学
12 富山大学Email: gaffair＠jim.or.jp

第回金属組織写真賞作品募集
応募締切
年
月日(金)賞の名称第68回公益社団法人日本金属学会組織写真賞

詳

まてりあ 8 号520頁 or ホームページ本会賞の募集

細申込 URL
問合先

http://picture.jim.or.jp/entry(公社)日本金属学会 各賞係
 0222233685

Email: gaffair＠jim.or.jp～皆様のご応募お待ちしております．～

24 熊本大学

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan◎代議員選挙日程(予定)

公益社団法人日本金属学会の
平成
年度・
年度代議員候補者の立候補募集
会長

平成30・ 31年度の代議員選挙は，2017年 12月 1 日～ 12月31日を予定しておりますので，ご承知おき願います．

中島英治




年度代議員に加えない方◎代議員候補者の対象に加えない方

平成 30 年度・ 31 年度の代議員の選挙を次の要領で実施しますので，立候補希望者は，応募願います．

(下記の留任代議員および期継続就任代議員の方は立候補できま．地区別および本部枠代議員候補者改選数
地

区

定員

非改選数(留任)

改選数(新任)

北海道地区

4名

2名

2名

東北地区

12名

4名

8名

せん)

北海道地区
上田幹人

北海道大学

鈴木亮輔

北海道大学

折茂慎一

東北大学

杉本

諭

東北大学

鈴木

東北大学

原

基

秋田大学

関東地区

39名

16名

23名

東海地区

12名

5名

7名

東北地区

北陸信越地区

5名

2名

3名

茂

関西地区

19名

7名

12名

中国四国地区

7名

3名

4名

関東地区

九州地区

6名

2名

4名

石黒

4名

2名

2名

108名

43名

65名

本部枠
総

計

地区別代議員の定員
事業年度末の当該地区正員数を 40 で割り，端数を四捨五入して算出(細則第 3 条代議員定員)(各地区の選挙定員は2017年 2 月28日現在の会費納入正員数に基東京理科大学梅澤修

横浜国立大学

枝川圭一

孝

東京大学

大堀

學

早稲田大学

川岸京子

物質・材料研究機構

北薗幸一

首都大学東京小出政俊

株 神戸製鋼所


児島明彦

株
新日鐵住金

齋藤哲治

千葉工業大学下条雅幸

芝浦工業大学須佐匡裕

東京工業大学

瀬戸一洋

高橋

聡

寺嶋和夫

原

卓也

株式会社 IHI
株新日鐵住金

株
JFE スチール
東京大学

藤田敏之

株 東芝エネルギーシステムソリューション


づいて決定しています)藤田株
本田技研工業

細田秀樹

東京工業大学代議員の任期

丸山俊夫

東京工業大学

山本知之

早稲田大学

産業技術総合研究所

雅＊非改選定時社員総会の選任日( 2017 年 4 月 24 日)から， 2 回＊＊改目に終了する事業年度に関する定時社員総会の終結

東海地区

まで．

小山敏幸

名古屋大学

斎藤尚文

選定時社員総会の選任日(2018年 4 月23日予定)から，2

高橋

裕

三重大学

戸高義一

豊橋技術科学大学

回目に終了する事業年度に関する定時社員総会の終

牧野

浩

株
トヨタ自動車松村康志

株
大同特殊鋼

結まで．

山本剛久

山本有一

株
大平洋製鋼

．立候補受付期間

名古屋大学

2017年10月 1 日～10月25日(当日消印有効)
北陸信越地区

．立候補応募方法
所定の用紙(ホームページにあります)の候補地区名等の欄に，

門前亮一

金沢大学

地区名，本部枠の区分を記載し，住所，氏名(押印)，勤務先および連絡先(TEL, FAX, Email)をご記入の上，上記期日まで

関西地区に郵送下さい．

乾

京都大学

宇田哲也

京都大学

岡崎喜臣

株 神戸製鋼所垣

大阪府立産業技術

金野泰幸

大阪府立大学

田中敏宏

大阪大学

本会ホームページの「情報公開」の「主要規程」に公開して

林田隆秀

株
日新製鋼

春名

関西大学

ある「代議員選挙規程」を予めご承知願います．

藤本慎司

大阪大学

三浦永理

兵庫県立大学

次の方は代議員に立候補出来ません．

山末英嗣

立命館大学

川越崇史

株
日新製鋼

中島英治

九州大学

．応募先

〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432

公益社団法人日本金属学会「代議員選挙管理委員会




篤

御中」

．注意事項



晴行

総合研究所
匠

本会名誉員，永年会員，留任代議員(平成 29 年度選任)，学

生員，外国会員， 2017 年度会費未納者，会員資格停止中の

中国四国地区者．本部枠代議員は，維持員から正員資格付与者として指名

岡田達也

徳島大学

された正員以外の者．

小島由継

広島大学

代理人(本会の正員，本部枠代議員は維持員の連絡担当者に限る)が立候補を届出する場合は，代理人の住所，氏名(押九州地区印)，勤務先および連絡先( TEL, FAX, E mail )もご記入下

連川貞弘

熊本大学

さい．

西田

九州大学

稔




FAX や E mail などの文書以外の手段による届出は無効であり，受付けしません．

本部枠代議員

選挙投票用紙の立候補者名は受付け順に記載されます．

岸本康夫

．問合先

公益社団法人日本金属学会 代議員選挙管理委員会
事務局



斎藤

諏訪部繁和

株
JFE スチール
株日立金属

Email: gaffair＠jim.or.jp

本 会 記 事

公益社団法人日本金属学会の
平成
年度・
年度の監事候補者の立候補募集
平成28事業年度に関する定時社員総会(平成30年 4 月23日開催予定)で選任される監事の候補者は，細則では立候補制で正員による公益社団法人日本金属学会の平成年度・年度の代議員選挙管理委員会委員募集
受付期間
応募方法

2017年10月 1 日～10月25日(当日消印有効)
応募用紙(ホームページに公開します)に「日本金属学会

選挙を実施することができると定めており，監事選挙を次の要領での代議員選挙の選挙管理委員会委員に応募します」と記実施しますので，立候補希望者は応募願います．

載し，住所，氏名，勤務先および連絡先( TEL, FAX,.

監事候補者選挙数名Email)をご記入の上，郵送で上記期日までにご応募下
さい．

.

監事候補者対象地区その他の地区在住

募集人数

.

監事の職務および権限(定款第25条)

応 募 先

3名
〒9808544 仙台市青葉区一番町 114
32

問 合 先

公益社団法人日本金属学会

第 25 条監事は，理事の職務の執行を監査し，法令で定めるところにより，監査報告を作成する．

公益社団法人日本金属学会

監事は，いつでも，理事及び使用人に対して事業の報告を求局

斎藤

代議員選挙管理委員会

代議員選挙管理委員会事務Email: gaffair＠jim.or.jp

め，この法人の業務及び財産の状況の調査をすることができる．
監事は，理事会に出席し，必要があると認めるときは，意見を述べなければならない．
監事は，理事が不正の行為をし，若しくはその行為をするおそれがあると認められるとき，又は法令若しくは定款に違反する◇

事実若しくは著しく不当な事実があると認めるときは，これを◇◇理事会に報告しなければならない．
監事は前号の報告をするため必要があるときは，会長に理事会の招集を請求することができる．ただし，その請求があった日から 5 日以内に，2 週間以内の日を理事会とする招集通知が発せられない場合は，直接理事会を招集することができる．
監事は，理事が社員総会に提出しようとする議案，書類その他

支部行事

法令で定めるものを調査し，法令若しくは定款に違反し，又は著しく不当な事項があると認めるときは，その調査の結果を社
員総会に報告しなければならない．

年度秋季講演会
H監事は，理事がこの法人の目的の範囲外の行為その他法令若し
くは定款に違反する行為をし，又はこれらの行為をするおそれ【共催】日本鉄鋼協会九州支部がある場合において，その行為によってこの法人に著しい損害が生ずるおそれがあるときは，その理事に対し，その行為をや

日時めることを請求しなければならない．

場

所

監事は，監事に認められた法令上の権限を行使することができ.
.

2017年10月20日(金)13001735
熊本大学工学部研究棟 I，2 階 203講義室

講演会

る．

1300～1400

立候補受付期間2017年10月 1 日～10月25日(当日消印有効)
立候補応募方法

本多記念講演会(日本金属学会九州支部主催)
1410～1510

補者」と記載し，住所，氏名(押印)，勤務先および連絡先(TEL，湯川記念講演会(日本鉄鋼協会九州支部主催)

Email)をご記入の上，上記期日までに郵送下さい．
. 応募先 〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432
公益社団法人日本金属学会「監事選挙管理係
.

鉄鋼材料の腐食・環境脆化とその改善アプローチ
神戸製鋼所 中山武典

御中」

注意事項

講演討論『金属材料の腐食と環境脆化』
1520～1605

 監事候補者は東北地区以外のその他の地区在住の方に限ります．
◯
 立候補届出時に 2017 年度正員会費を納入していない正員の届◯

金属材料の水素存在状態と水素脆化
アルミニウム合金の水素脆化

オーステナイト系ステンレス鋼の変形挙動に及ぼす水素の影響
熊本大 峯

監事選挙係

Email: gaffair＠jim.or.jp
事務局 斎藤

参加料

無料

定

約90名

員

問合せ先
◇監事選挙日程(予定)◇洋二

熊本大学先進マグネシウム国際研究センター
山o倫昭

平成30年度・31年度の監事選挙は2017年 12月 1 日～12月31日を予/%FAX 0963423705/3710

定しておりますので，ご承知おき願います．

Email: yamasaki＠kumamotou.ac.jp

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan

茨城大 伊藤吾朗

1650～1735

 選挙投票用紙の立候補者名は受付順に記載します．
◯

問合せ先公益社団法人日本金属学会

上智大 高井健一

1605～1650

出は無効になります．
 郵送以外の FAX や E◯mail での届出は無効です．

.

東北大 秋山英二

大気腐食による水素侵入と水素脆化

所定の用紙(ホームページにあります)に「日本金属学会監事立候公益社団法人日本金属学会「若手研究グループ」募集
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，新たに若手主体の研究グループを設置することといたしました．若手研究グループの登録を希望される方は下記を参照の上，若手研究グループ設置申請用紙でお申込下さい．
(申請用紙はホームページよりダウンロードして下さい)
申請締切年月日(金)【実施要領】
概要研究会又は新規研究テーマの開拓に向けた課題の抽出や目標の明確化のための調査の実施や構成員による討論会や会議の開催等を行なう．目的・目標・活動計画を明確にし，機関誌等での活動報告を義務化した上で，活動費を支給する．

対象者

申請者および構成員は40才以下の研究者であること．申請代表者は正会員であること．申請時には，構成員は 5 名以上であり，非会員を構成員とすることができるが，過半数は正会員であること．なお，構成員に最低 1 名は産業界のメンバーが入っていることが望ましい．また，活動開始時には，非会員の構成員は会員になること．

活動費

年間50万円を上限とする．

活動期間

2018年 3 月 1 日～2020年 2 月28日の 2 年間とし，原則として延長は認めない．

活動報告

研究成果報告として，講演大会において講演(研究グループの企画セッション等が望ましい)を行うこと．および，1 年経過後および活動終了後の 7 月に報告書を分科会企画委員会に提出すること(必要な場合は説明いただく）．活動終了後，6 ヶ月以内にまてり
あに研究会の活動に関する記事を掲載すること．

採択件数

平成29年度の採択数は 5 件以内とする．

応募方法

名称，申請代表者，構成員，申請理由，活動の概要，活動計画，予算，成果の報告予定，関連分野を記載した申請書を提出する．

審

査分科会企画委員会で審査の後，理事会で決定する．必要に応じ，面談等を行うことがある．

備考その他は研究会の規定に準ずる．
活動費の使途は，会議費(会場費，会議中のお茶代・弁当代），旅費交通費，通信運搬費，消耗品費，印刷製本費等の運営費用とす
る．本会規程に基づく旅費・交通費の支給は可とする．ただし，講演大会中および講演大会と連続する日程で開催される構成員の会議等の旅費は不可．
会計担当者を置き，予算の消化状況の管理を行なうこと．予算の使用状況は半年毎に実績報告を行なうこと．費用の支出は，活動費申請書を事務局に提出して請求し，事務局が送金する．会計担当は，収入および支出を現金出納帳に記載するとともに，活動費の残金および参加等収入等の現金ならびに領収書を管理する．年度末に，決算書および出納簿，領収書を事務局に提出すること．
これらの会計処理方法の詳細は会計マニュアルに定める(分科活動費会計処理に準ずる）．

審査基準

研究会への発展や新規研究テーマの開拓に貢献できるか．
研究会に類似のテーマはないか．
構成員は適切であるか．
必要性が高いか．
目的や目標が明確にされているか．
成果を広く周知する活動報告が計画されているか．

申請先
問合先

申請書を下記 E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．
(公社)日本金属学会

若手研究グループ係Email: gaffair＠jim.or.jp

 0222233685

◇

◇

◇

◎年秋期講演大会概要集 DVD の販売について◎
2017年秋期講演大会の概要集 DVD を販売しております．

ご購入希望の方は，Email または FAX で下記要領をご記入の上お申し込み下さい．
 件名「
 申込者氏名，◯
 会員資格の有無(会員番号併記)，
年秋期講演大会講演概要集 DVD 購入申込」，◯◯
 注文数，◯
 送付先住所◯

確認後，請求書を添えて送付いたします．
会員価本体3,810円＋税，定価本体10,000円＋税，送料360円
申込先



(公社)日本金属学会

Email: ordering＠jim.or.jp

FAX 0222236312%

本 会 記 事

金属学会セミナー（特別講座)

状態図・相変態の基盤と実践的ノウハウ―CALPHAD 法とフェーズフィールド法を使いこなすために―
日本金属学会「セミナー・シンポジウム委員会」企画［協賛予定］(一社)日本鉄鋼協会，(一社)軽金属学会，(一社)日本機械学会，(一社)日本計算工学会，日本学術振興会第172委員会

状態図および相変態は材料開発における重要基盤の 1 つです．近年， CALPHAD 法とフェーズフィールド法の進展により，状態図と相変態の定量的解析が著しく発展し，これまで以上に，当該分野の基盤とその実践的な理解が必要となってきています．そこで本特別講座では，状態図と相変態の基盤を，入門編を超えて，基礎から応用までをわかりやすく解説するとともに，CALPHAD 法とフェーズフィールド法に関する実践的ノウハウを説明します．当該分野における材料工学の根本から最先端までを効率的に学ぶよい機会ですので，是非とも，多くの皆様のご参加をお願いいたします．
(企画世話人セミナー・シンポジウム委員会 代表 小山敏幸）
日

時 
年
月日(水) ～
，日(木) ～


場

所

東京・エッサム神田ホール 2 号館 6 階(601中会議室)(〒101004 東京都千代田区内神田 324
5)60名
受講料(★受講料に，以下のテキスト代は含まれませんので，ご注意下さい)
募集定員

受講資格

事前申込

当日申込

正

員

学

生

10,000円
5,000円

12,000円
7,000円

非会員

21,000円

23,000円(協賛学協会会員は会員扱い．学生は会員，非会員の区別なし)

テキスト代(必要なテキストのみご購入を申込み下さい．なお購入申込みされたテキストは当日配布になりますのでご注意下さい．）
テキス

 西澤泰二「ミクロ組織の熱力学(講座・現代の金属学◯

ト

金材料編 2)」，日本金属学会，(2005).

2,160円2,160円 阿部太一「TDB ファイル作成で学ぶカルファド法による状態図計算」，内田老鶴圃，(2015).
◯
 小山敏幸◯「材料設計計算工学―計算組織学編―」，内田老鶴圃，(2011).

額2,420円(テキスト代は，市価からの 2 割引と，お得になっています．なお，テキストのみの購入は不可とさせていただきます．）

申込要領

Email で meeting＠jim.or.jp 宛にお申し込み下さい．申込項目は以下のとおりです．
 送信 subject に「状態図・相変態の基盤と実践的ノウハウ」と記入，◯
 氏名・年齢，◯
 会員・非会員・学生の区別(本会会員は◯
 勤務先・所属，◯
 通信先住所(住所，E 購入希望テキストの番号(上表参照)．
会員番号も)，◯
mail，電話番号等)，◯

申込受理確認の E
mail を返信いたします．
事前申込締切 
年月日(金)着信
参加証の送付
受講料払込方法
問 合 先

開催10日前までに，事前に申し込まれた方へ参加証等関係資料(テキストを除く)をお送りいたします．
お申込受理後，請求書を送付いたします．

〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432
金属学会セミナー(特別講座)参加係

Email: meeting＠jim.or.jp

 0222233685

FAX 0222236312%

プログラム(予定)

1.

1300～1600
 の 1 章と 2 章，◯
 の 2 章］
熱力学の基盤(純物質および溶体の自由エネルギー)［◯2.

 の 3 章，◯
 の 3 章］
正則溶体近似から副格子モデルへ(溶体・化合物の熱力学)［◯【第日目】

3.

900～1200
 の 4 章と 7 章］
状態図に関する高度な理解(状態図の熱力学と規則化の熱力学)［◯4.

 の 5 章，◯
 の 3 章］
界面の熱力学［◯

NIMS 大沼郁雄

阿部太一

名大 小山敏幸

NIMS 阿部太一

大沼郁雄

NIMS 大沼郁雄

阿部太一【第日目】

名大 小山敏幸

NIMS 大沼郁雄

1200～1300 ―昼食・休憩―【第日目】 1300～1700
5.

 の 6 章，8 章，9 章，◯
の 5 章相変態の速度論(拡散，核生成，成長の熱力学とダイナミクス)◯

名大 小山敏幸

NIMS 大沼郁雄

6.

CALPHAD 法とフェーズフィールド法

NIMS 阿部太一

名大 小山敏幸

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan の 1 章と 2 章，◯
 の 6 章と 7 章◯◇非鉄製錬におけるマイナーメタルに関するシンポジウム◇〈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

集

会

■主

催

東京大学 生産技術研究所 非鉄金属資源循環工学寄付■協賛

研究部門(JX 金属寄付ユニット)
京都大学大学院工学研究科材料工学専攻
講座

■協

力

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，レアメタル研究会■参加登録・お問合わせ

岡部研 学術支援専門職員 宮嵜智子Email: okabelab＠iis.utokyo.ac.jp
FAX 0354526313
%
■日

程 
年月日(金)10 : 25―17 : 10
17 : 30―19 : 30

シンポジウム

独 日本学術振興会 産学協力研究委員会 合金状態図第委員会◇「第回状態図・熱力学セミナー 開催案内」◇

非鉄製錬学(公社)日本金属学会他

交流会
■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

独 日本学術振興会 第172委員会〔主催〕
〔協賛〕日本金属学会，日本鉄鋼協会，軽金属学会，資源・素材学会

前，東北沢，代々木上原)■会

費

シンポジウム資料代として3,000円(一部企業関係者)

趣旨

交流会無料状態図は，「材料設計の地図」であると形容されるように，目的のミクロ組織を得るため，製造プロセスの最適化のための重要な役割を持っている．CALPHAD 法は，状態図計算・評価手法として広く行われており，現在では多くの熱力学計算ソフトウェア，熱力■プログラム【敬称略】
10 : 2510 : 30
10 : 3011 : 10

学データベースが市販・公開され，材料開発に用いられている．

Corporate Director Research Development and Inno-

学基礎と CALPHAD 法の基礎を取り上げ，二日目により実践的な
11 : 1011 : 50

Dr. Gerardo R. F. Alvear Flores
vation, Aurubis
Byproducts recovery possibilities in zinc processing

11 : 5012 : 20

Research Manager, Boliden
神岡鉱業における Bi 回収

12 : 2013 : 10

―休憩―

キャンパス)

13 : 1013 : 40

銅電解におけるマイナーエレメントの挙動(仮)http://www.nagoyau.ac.jp/accessmap/index.html
40名

13 : 4014 : 10

製錬副産物からの Sn, Sb 回収(仮)14 : 1014 : 40

HPAL ニッケル精製プロセスからのクロマイトの回内容である実験による状態図の決定や熱力学量の測定手法の詳細とCALPHAD 法による熱力学解析の概略までを解説する．
日

月
日(火)
時 月日(月)～

場

所

定

員

名古屋大学

神岡鉱業株式会社

野依記念学術交流館 1 階(名古屋大学 東山

東京工業大学 梶原正憲

熱力学基礎

物質・材料研究機構 阿部太一

カルファド法基礎
二日目

技術部 鈴木一成

収
住友金属鉱山株式会社 金属事業本部 海外プロジェクト推進室 尾崎佳智
14 : 4015 : 10

状態図の実験的決定

物質・材料研究機構 大沼郁雄

熱力学計算演習

物質・材料研究機構 阿部太一

申し込み方法

レニウムの現状と製錬・リサイクル

東京大学大学院工学系研究科―休憩―

15 : 40 16 : 20

循環型社会における非鉄製錬業における物理選別技術(仮)付にて阿部(abe.taichi＠nims.go.jp)までお送り下さい．

http://www.nims.go.jp/CSMD/members/Seminar/11thPDSeminar.htm
世 話 人 阿部太一(NIMS)，梶原正憲(東工大)，
大沼郁雄(NIMS)
物質・材料研究機構

構造材料研究拠点

計算構造材料阿部太一

 0298592628

Email: abe.taichi＠nims.go.jp

マテリアル工学専攻 八木良平

15 : 1015 : 40

下記ウェブサイトから申込書を入手し必要事項を記入後，メール添金属リサイクル工場 加藤雅樹

DOWA メタルマイン株式会社

一日目

設計グループ

Dr. Justin Salminen

JX 金属株式会社 技術開発センター 岡本秀則

プログラム

問合せ先

崇

Aurubis by products recovery in primary and secondary copper

本セミナーでは，一日目に状態図・熱力学計算の基礎となる熱力

アクセス

趣旨説明

東京大学生産技術研究所 JX 金属寄付ユニット特任教授 中村

早稲田大学

理工学術院

16 : 2017 : 10

特別講演 非鉄金属資源の動向(仮)17 : 1017 : 20

シンポジウムを終えて

経済産業省

鉱物資源課

教授 所

千晴

課長 大東道郎

東京大学 生産技術研究所 JX 金属寄付ユニット 特任教授 前田正史
17 : 3019 : 30

交流会
東京大学 生産技術研究所

An 棟 1 階 レストラン アーペ

本 会 記 事午後600～◇レアメタル研究会◇■主催

研究交流会・意見交換会(An 棟 2F

■第回 年月日(金)～

レアメタル研究会

An 棟 2F コンベンションホール

★貴金属シンポジウム(第 5 回)＋新年会★(合同開催)

主宰者

東京大学生産技術研究所 岡部

協力(一財)生産技術研究奨励会(特別研究会 RC40)

共催

東京大学マテリアル工学セミナー時

レアメタルの環境調和型リサイクル技術の開発研究会

講

東京大学生産技術研究所 持続型エネルギー・材料統講師依頼中合研究センター

午後600～

徹

ホワイエ)

教授

テーマ貴金属の製錬・リサイクル
間午後 200～
演貴金属の製錬・リサイクル技術に関する講演
ポスター発表(An 棟 1F

東京大学生産技術研究所 非鉄金属資源循環工学寄付

兼

研究交流会

レストラン

アーペ(予定))研究部門（JX 金属寄付ユニット）
協

賛

■開催会場

(公社)日本金属学会■第回 
年月日(金)
～

他

An 棟 2F コンベンションホール
(〒153
8505 東京都目黒区駒場 461)

テーマ前田先生の研究と活動，非鉄業界と研究の将来展望時

間午後 200～(最寄り駅駒場東大前，東北沢，代々木上原)

講演

■参加登録・お問合わせ

講師依頼中非鉄金属リサイクルプロジェクトと産官学連携(仮)(60分)東京大学 生産技術研究所
岡部研究室

レアメタル研究会事務担当

宮嵜智子

東京大学

Email: okabelab＠iis.utokyo.ac.jp〈平成29年度
■第78回
■第79回

An 棟 2F コンベンションホール

★前田正史教授が熱く語る特別シンポジウム＋慰労会★(合同開催)

東京大学生産技術研究所

午後600～

生産技術研究所2017年11月17日(金)2018年 1 月12日(金)http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/japanese/rc40_ j.html★貴金属シンポジウム(第 5 回)＋新年会★(合同開催)★備考関連研究会■第80回〈米国版レアメタル研究会(RMW)のご案内〉

2018年 3 月 9 日(金)★前田正史教授が熱く語る特別シンポジウム＋慰労会★(合同開催)■RMW13間午後 200～

講演

Workshop on Reactive Metal Processing (Reactive

Metal Workshop)
March 16 (Fri)17 (Sat), 2018, Cambridge, MIT

An 棟 2F コンベンションホール

＊Reactive Metal Workshop の HP＊

テーマチタンの将来
時

講師

ホワイエ)

＊レアメタル研究会ホームページ＊

レアメタル研究会開催予定のご案内〉 (2017.9. 1 現在)■第
回 
年
月日(金)
～

教授 前田正史研究交流会・意見交換会(An 棟 2F

http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/coretocore/rmw/

海とチタン－エンジニアの挑戦(仮)(60分)～海洋土木と船舶分野へのチタンの適用～
一般社団法人日本チタン協会 木下 和宏

講師◎掲示板はホームページにも掲載しております．
そちらもご活用下さい．

低コストチタンの製造の可能性と課題(仮)(30分)
東京大学

生産技術研究所

教授 岡部

徹

講師

燃料電池車開発から見たチタンとその製造革新への期待(仮)(60分)
トヨタ自動車株式会社
FC 技術・開発部 プロフェッショナル・パートナー 高橋和彦

講師

◇

◇

◇

～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56巻 第10号(2017)
Materia JapanMechanics of Materials

日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文Vol. 81, No. 10（2017）

Woo-Young Kim, Ryo Matsumoto and Hiroshi Utsunomiya―オーバービュー―
相界面析出現象と最近の実用鉄鋼材料への応用
船川義正

―論

文―

マグネシウムの塑性変形に対するイットリウム添加の
影響
力久弘章

森

貴志

津志田雅之

北原弘基

安藤新二

アルミニウム基複合材料の有効熱伝導率に対する界面
杉尾健次郎 崔 龍範 佐々木 元
熱抵抗の影響クラッド付圧力容器鋼の磁気ヒステリシス特性とビッ相原雄太 鎌田康寛 村上 武
カース硬さの相関
小林

悟

渡辺英雄

異方性コラーゲン基板による若齢マウス由来骨芽細胞
配列化制御
小笹良輔

松垣あいら

礒部仁博

佐久太郎

中野貴由

使用済核燃料ガラス固化体中生成相 Nd2 ( MoO4 )3 の熱力学的性質
木下義樹

森下政夫

野o安衣

Deformation and Density Change of Open-Cell
Nickel Foam in Compression Test

山本宏明

Materials Transactions 掲載論文
Vol. 58, No. 10（2017）―Regular Articles―
Materials Physics

Estimating the Spatial Distribution of Ca Dopantsin a-SiAlON by Statistical Analysis of HAADFNorihito Sakaguchi, Fuuta Yamaki,
STEM Image
Genki Saito and Yuji Kunisada

Effect of g-Phase Stability on Local Deformation
Energy of a-g Duplex Stainless Steel
Masayuki Yamamoto, Ryosuke Ochi, Kyono Yasuda,
Masatoshi Aramaki, Shinji Munetoh and Osamu Furukimi

Selective Dissolution of Delta Ferrite Phase in
Welded 308 Stainless Steel under Proton IrradiaYoshiharu Murase, Norikazu Yamamoto andtion
Hideki Katayama

Improved Mechanical Properties of Al2O3 Ceramics by Sputtered TiN Coatings
Chia-Hui Chien, Feng-Min Lai, Chih-Wen Cheng,
Sin-Liang Ou, Shu-Chuan Liao, Tsan-Ming Su and
Yao-Tsung Yang

Fundamental Properties of Ti-6Al-4V Alloy
Produced by Selective Laser Melting Method
Tatsuro Morita, Chika Tsuda, Hitoshi Sakai and
Norio Higuchi

Solid Solution Hardening and Precipitation
Hardening of a2-Ti3Al in Ti-Al-Nb Alloys
Kei Shimagami, Sae Matsunaga, Atsushi Yumoto,
Tsutomu Ito and Yoko Yamabe-Mitarai

Acoustic Emission Pattern Recognition Method
Utilizing Elastic Wave Simulation
Kenta Arakawa and Takuma Matsuo
Materials Chemistry

Effect of Chloride Ions in Electrowinning Solutions on Zinc Deposition Behavior and Crystal TexKeisuke Kashida, Satoshi Oue and Hiroaki Nakano
ture
Equilibrium Modeling of the Extraction of Copperand Ammonia from Alkaline Media with the Extractant LIX84I
Shubin Wang, Jie Li, Hirokazu Narita and Mikiya Tanaka

Microstructure of Materials

Effects of Natural Aging on Age-Hardening
Behavior of Cu-Be-Co and Cu-Ti Alloys Severely
Deformed by High-Pressure Torsion

Measurement and Thermodynamic Analysis of
Cr Alloys at SiC SaturaCarbon Solubility in Si
Hironori Daikoku, Sakiko Kawanishi andtion

M. Hibino, C. Watanabe, Y. Tsuji, R. Monzen, Y. Todaka
and W. Sato

Takeshi Yoshikawa

Microstructures of Ta-Inserted
Nanocomposite Thick Film Magnets

SmCo5 / Fe

Masaru Itakura, Shin-ichi Murayama, Masatoshi Mitsuhara,
Minoru Nishida, Hiroaki Koga, Masaki Nakano and
Hirotoshi Fukunaga

First-Principles Study of Chlorine Adsorption on
Jun Yamashita and Norio Nunomura
Clean Al(111)
Application of a Tritium Imaging Plate Techniqueto Depth Profiling of Hydrogen in Metals and Determination of Hydrogen Diffusion Coefficients

Aluminum Co-Doping Method to Increase the Boron and Phosphorous Concentration Limits Allowed in Silicon Feedstock for Solar Cells
Yuliu You and Kazuki Morita
Materials Processing

Formation of Fe-Cr-Mo Alloy Metallic Glass Coating Using High-Velocity Oxy-Fuel Apparatus with
Hydrogen Gas and Its Microstructural Transition
at Elevated Temperatures
Yoshito Koga, Kazunori Sakata, Daisuke Oka,
Kouhei Kuwatori, Ichihito Narita and Hirofumi Miyahara

Teppei Otsuka and Tetsuo Tanabe

本 会 記 事Development of New T-Bar Production Technology by Tandem Universal Rolling

Strength and Ductility at High-speed Tensile
Deformation of Low-carbon Steel with Ultrafine
Rintaro Ueji, Hai Qiu and Tadanobu Inoue
GrainsYukio Takashima, Yoichiro Yamaguchi, Hideki Takahashi,
Tomoo Horita and Toshio Nakatsuka

Fabrication of YBa2Cu3O7 Superconducting Film〈001〉Textured Cu Tape via Conductiveon {100}
Toshiya Doi, Masayuki Hashimoto,
Buffer Layers

Synthesis of Lead-Free Solder Particles Using
High-Speed Centrifugal Atomization

Shigeru Horii and Ataru Ichinose

Akio Furusawa, Shinnosuke Akiyama, Kazuki Sakai,
Yamato Hayashi and Hirotsugu Takizawa

Environment

Crystallization Behavior of Thermally Rejuvenated Zr50Cu40Al10 Metallic Glass

Leaching of Copper from Cuprous Oxide in AeratIlhwan Park, Kyoungkeun Yoo,ed Sulfuric Acid

Rui Yamada, Naoyuki Tanaka, Wei Guo and Junji Saida

Richard Diaz Alorro, Min-seuk Kim and Soo-kyung Kim―Rapid Publication―
Brittle Fracture Stress of Ultrafine-Grained LowTadanobu Inoue
Carbon SteelEngineering Materials and Their Applications

Effects of Crack Size Distribution and Specimen
Length on the Correlation between n-Value andCritical Current in Heterogeneously Cracked SuShojiro Ochiai, Hiroshi Okuda
perconducting Tape

Editor's Announcement

and Noriyuki Fujii

Training Effect on Microstructure and Shape
Recovery in Ti-Pd-Zr Alloys
Hirotaka Sato, Hee Young Kim, Masayuki Shimojo andYoko Yamabe-Mitarai

まてりあ

第巻

［紹
介］2017年秋表彰者紹介［巻 頭 言］未知なる深海を探る～金属資源を求めて～［プロムナード］提言「材料工学から見たものづくり人材育成の課題と展望」 ……………………………中嶋英雄

第号

予告

［最近の研究］水素エネルギーの貯蔵輸送を駆動する金属触媒………………………………森 浩亮 山下弘巳
―他―
～編集の都合により変更になる場合がございます～(2017年 7 月21日～2017年 8 月21日)

正

員

田辺克明
藤原照彦
学

生

京都大学
株式会社トーキン

國 吉 太
大庭康宏

日立金属株式会社

藤田大雄
手塚智樹

龍谷大学

大光炉材株式会社

員

乙脇萌乃
矢田涼輔

龍谷大学
龍谷大学

東樹章浩

東海大学

筑波大学

外国一般会員Huang Genzhe

Changchun University of Science and Technology

外国学生会員wang xiaofei

henan agricultural university

Yongfeng Qi

University of Science andTechnology Beijing

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan




行
開催日
月
2～3

事

カ

名称・開催地・掲載号
平成 29 年度「デジタルラジオグラフィに関する技術講習会」(大阪)

レ

ン

主催

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

定員
48名

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

9.15

第 69 回白石記念講座「金属材料の弾塑性変形のマクロ・ミクロモデルの進歩」(早大)

4～6

オータムスクール 2017 in 大阪「非線形有限要素法による弾塑性解析の理論と実践」(阪大)～

第回金属・無機・有機材料の結晶方位解析と応用技術研究会(下呂)(号頁)

10～11

第 6 回フラクトグラフィ講習会(京都)10～14

第 3 回材料 WEEK(京都)日本材料学会11

腐食防食部門委員会第318回例会(京都)

日本材料学会

11～13

12

1st International Conference on Energy and 日本鉄鋼協会
Material Efficiency and CO2 Reduction in the
Steel Industry (EMECR2017)(神戸)
第 1 回 EBSD 法による損傷評価講習会 (京都)
日本材料学会12～13

第30回初心者のための疲労設計講習会(京都)

日本材料学会13

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

13～14

第12回材料の衝撃問題シンポジウム(京都)日本材料学会16

第72回塑性加工技術フォーラム(プロセス・トラ
イボロジー分科会第152回研究会(刈谷)17～18

第64回表面科学基礎講座(阪大)日本表面科学会

18～19

第45回日本ガスタービン学会定期講演会(松山)日本ガスタービン学会

18～19

第39回安全工学セミナー危険現象講座(東京)

安全工学会

18～20

ADMETA Plus 2017(Advanced Metallization
Conference 2017: 27th Asian Session)(東大)
H29年度秋季講演会(熊大)(本号頁)

応用物理学会TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp
FAX 0757615325 design15＠jsms.jp/
http://www.jsms.jp/

ymda＠nda.ac.jp http://www.jsms.jp
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

九州支部・山l
(熊大)

8.25
定員
40名
講演
7.3
定員
60名

TEL 0338120266 shomu＠sssj.org
http://www.sssj.org
TEL 0333650095 gtsjoffice＠gtsj.org
http://www.gtsj.org/
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
TEL 0368015685
jimukyoku＠admeta.org
TEL/FAX 0963423705/3710
yamasaki＠kumamotou.ac.jp
TEL 0852326398
tatara＠riko.shimaneu.ac.jp
TEL 0332034782
zaikenjimu＠list.waseda.jp
http://www.jstp.or.jp

10.11

9.15

第回金属物性研究会「高温材料用金属材料の展望」(松江)(号頁)

中国四国支部・森戸(島根大)20

早稲田大学各務記念材料技術研究所オープンセミ
ナー(早大)

早稲田大学各務記
念材料技術研究所

20～21

第 73 回 塑性加工技術フォーラム「プレス成形技術の高度化と課題」(諏訪)日本塑性加工学会

24

二相ステンレス鋼の溶接施工ガイドラインについてのシンポジウム(東京)24

第 49 回 エ ン ジ ニ ア リ ン グ セ ラ ミ ッ ク ス セ ミナー(東工大)25～27

第 38 回 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム(多賀城)TEL 0358236324
http://www.jwes.or.jp/
日本セラミックス http://www.ceramic.or.jp/bkouon/index_ j.
協会
html
encera＠cersj.org
超音波エレクトロ TEL 045
9245598 onodera＠iuse.or.jp
ニクス協会
http://www.usejp.org/

26～27

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

第53回 X 線分析討論会(徳島大)26～27

第10回トライボロジー入門西日本講座(名城大)27

平成 29 年度第 2 回講演会「錆との闘い～防錆技術の将来動向～」(東京)30

第 34 回 金 属 の ア ノ ー ド 酸 化 皮 膜 の 機 能 化 部 会(ARS)松島コンファレンス(松島)31

第324回塑性加工シンポジウム「板材加工における残留応力」(日大)



9.20

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




月
1～4

締切

TEL 0358236324
http://www.jwes.or.jp/
日本鉄鋼協会・楢 TEL 033669
5933 educact＠isij.or.jp
岡https://www.isij.or.jp/mu0yiwnlf
日本計算工学会
TEL 0338688957 office＠jsces.org
http://www.jsces.org/
日本溶接協会3

ダ

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

定員
30名

定員
90名

9.28
10.13
定員
70名

定員
100名
講演
7.24

日本機械学会

事前参加
10.13

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926 jast＠tribology.jp
ジー学会
http://www.tribology.jp
日本塗装技術協会 TEL 036228
1711
tosoujimukyoku＠jcot.gr.jp
http://jcot.gr.jp
表面技術協会・金 TEL 042
6772842 ars＠sfj.or.jp
属のアノード酸化
皮膜の機能化部会(ARS)・柳下10.13

日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

10.24

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

10.13

TEL 0253689310
officejsem＠clg.niigatau.ac.jp
http://www.jsem.jp

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先



第回エレクトロニクス薄膜材料研究会「電子・情報・エネルギー素子と機能材料の最近の研究
 」(兵庫県立大)(号頁)


研 究 会 No. 69 ・ FAX 079
2674907
松尾(兵庫県立大) nmatsuo＠eng.hhyogo.ac.jp

2～6

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

日本熱測定学会

4～5

軽金属学会第133回秋期大会(宇都宮大)

軽金属学会

5 ～10

第 18 回核融合炉材料国際会議( ICFRM 18 )(青
森)

5 ～10

7

TEL 0358217120
netsu＠mbd.nifty.com
http://www.cats201753netsu.com/
TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/

締切

11.1

予約
10.5

第 18 回 核 融 合 炉 secretariat＠icfrm
18.com材料国際会議http://www.icfrm18.com/contacts.html
第18回材料集合組織国際会議 18th Internation- ICOTOM 18 ・ 井 TEL 072
アブストラクト
2549316
al Conference on Textures of Materials (ICOT- 上(大阪府立大)inoue＠mtr.osakafuu.ac.jp
2016.11.15
OM 18) (St George, Utah, USA)
http://event.registerat.com/site/icotom2017
第231回西山記念技術講座「破壊力学」の進展と 日本鉄鋼協会・楢 TEL 033669
5933 educact＠isij.or.jp
インフラ・構造物の信頼性～安全，安心を管理す 岡
https://www.isij.or.jp/mubicwtwx
るフラクチャー・コントロール～(東京)7～9

第38回日本熱物性シンポジウム(つくば)TEL 0357342435 jstp＠op.titech.ac.jp
http://jstp2017.org/index.html
腐食防食学会TEL 0338151161
ysm.hng1130033＠jcorr.or.jp
日本高圧力学会
TEL 07056587626
touronkai58＠highpressure.jp
http://www.highpressure.jp/new/58forum/
電子材料シンポジ TEL 035841
7131
ウム運営・実行委 deura＠dpe.mm.t.u－tokyo.ac.jp
員会
http://ems.jpn.org/

8 ～10

第64回材料と環境討論会(沖縄)8 ～10

第58回高圧討論会(名大)8 ～10

第36回電子材料シンポジウム(EMS36)(長浜)9

第 74 回塑性加工技術フォーラム「北陸地区の魅力あるものづくり」(福井)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

10

非鉄製錬におけるマイナーメタルに関するシンポジウム(東大生産研)(本号618頁)

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)・宮嵜(岡部研)10

関西支部第 30 回技術研修会「生活を支え，環境に配慮し，地道に進化し続けるねじ部品の世界」(尼崎)

日本塑性加工学会 TEL 090
92800383
関西支部
kansosei＠mail.doshisha.ac.jp

10

第 391 回講習会 加工技術の進化を追え～ AM(アディティブ・マニュファクチャリング)と切削
ハイブリッドによる複雑形状加工～(東京理科大)

精密工学会

10

平成 29 年度溶接工学専門講座 ものづくり力伝
承講座～溶接プロセスの可視化を極める～(東京)10

第 20 回ミレニアム・サイエンスフォーラム(東
京)

10～11
12～16

第68回塑性加工連合講演会(福井)TEL 0358254073
jwsinfo＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/
ミレニアム・サイ TEL 036732
8966
エンス・フォーラ msf＠oxinst.com//
ム
http: www.msforum.jp/
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

14～16

日本磁気科学会

15～16

第 39 回安全工学セミナープラント安全講座(東
京)

15～18

トライボロジー会議2017秋

16

第43回腐食防食入門講習会(東京)16～17

平成29年度

17

第 5 回統合的先端研究成果発表会(東京)17

第227回塑性加工技術セミナー「繊維強化複合材の成形シミュレーション」(東工大)17

第 46 回 薄膜・表面物理基礎講座( 2017 )ビッグデータを活用した新材料研究(名大)応 用 物 理 学 会 薄 TEL 033828
7723 oda＠jsap.or.jp
膜・表面物理分科 http://www.jsap.or.jp/会

日本金属学会東北支部地区講演会(秋田大)(号
頁)

東北支部・原(秋 TEL 0188892414
田大)haramoto＠gipc.akitau.ac.jp

日本熱物性学会

事前参加
8.1

講演
7.3

定員
50名

TEL 0354526314
okabelab＠iis.utokyo.ac.jp
http://www.metalsrecycling.iis.utokyo.
ac.jp/TEL 0352265191
http://www.jspe.or.jp/

溶接学会

10.20

定員
100名
定員
50名

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

磁性流体連合講演会(首都大東京)

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia JapanTEL 0757534723
MSSJ2017kyoto＠gmail.com
http://www.device.energy.kyoto-u.ac.jp/
mssj12/index.html
安全工学会
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926 jast＠tribology.jp
ジー学会
http://www.tribology.jp
腐食防食学会TEL 0338151161
naito1130033＠jcorr.or.jp
磁性流体研究連絡 h29jsmfr＠tmu.ac.jp
会
http://jsmfr.on.arena.ne.jp/
日本磁気科学会

TEL 0662713151
lmfoundation＠nifty.com
http://www.LMFoudation.or.jp
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

軽金属奨学会

定員
30名

定員
90名

10.31

定員
50名
参加
11.8
懇親会
11.10




開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先

17

第 1 回機械材料・材料加工部門
シンポジウム(早稲田大)

17

第 78 回
619頁)

17～19

日本銅学会

20

日本希土類学会

20～21

平成29年度溶接入門講座(広島)

溶接学会

20～22

INCHEM TOKYO 2017(東京)

化学工学会，日本 TEL 033434
1988
能率協会

20～24

Plasma Conference 2017(姫路)

応用物理学会他

21

平成 29 年度工学教育調査研究連合委員会シンポジウム(東京)21

溶接部の腐食トラブル防止事例講習会(阪大)日本工学教育協会 TEL 035442
1021
他
kawakami＠jsee.or.jp
https://www.jsee.or.jp/taikai/kouenkai/
溶接学会
TEL 0358254073
s_kogure＠tt.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/

22

第106回シンポジウム「アルミニウム建築・土木の現状と将来展望」（日本大学）



第回日本金属学会東北支部研究発表大会(東北大)(号
頁)

27～28

第11回状態図・熱力学セミナー(名大)(本号618頁)

27～29

第46回結晶成長国内会議( JCCG46)(浜松)28

第186回腐食防食シンポジウム「自動車腐食防食の現状と課題～第 1 回自動車腐食分科会の活動報告～」(東京)

28

第232回西山記念技術講座「破壊力学」の進展とインフラ・構造物の信頼性～安全，安心を管理するフラクチャー・コントロール～(大阪)日本鉄鋼協会・楢 TEL 033669
5933 educact＠isij.or.jp
岡https://www.isij.or.jp/mubicwtwx

29

第50回安全工学研究発表会(北九州)30

関西支部第 19 回塑性加工基礎講座「入門 結晶
塑性シミュレーション(実習付き)」(京大)30

実用表面分析セミナー2017(神戸大)30～12.1

第25回新粉末冶金入門講座(京都産業大)

TEL 0362062840
jsse2004＠nifty.com
日本塑性加工学会 TEL 090
92800383
関西支部
kansosei＠mail.doshisha.ac.jp
日本表面科学会関 TEL 067670
4168
西支部
tanakahajime＠nsst.jp
http://www.sssj.org/Kansai/kansai_
jitsuyou20.html
粉体粉末冶金協会 TEL 075
7213650
info＠jspm.or.jp

月
3～8

若手ポスター

レアメタル研究会(東大生産研)(本号

第57回講演大会(富山大)第35回講演会(東京)

日本機械学会

http://mpposter.org/2017/

講演
8.31

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 okabelab＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
日本銅学会
TEL 0338368801mkurihara＠copperbrass.gr.jp
https://www.copperbrass.gr.jp/
日本希土類学会

TEL 0668797352
kidorui＠chem.eng.osakau.ac.jp
http://www.kidorui.org/lecture.html
TEL 0358254073
jwsinfo＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/

11.6

定員
60名

inchem＠jma.or.jp

TEL 0527353185
mnhrmt＠meijou.ac.jp

TEL 0335380232
http://www.jilm.or.jp/
東 北 支 部 ・ 篠 田 TEL 0222175624(東北大)shinoda＠tagen.tohoku.ac.jp
日 本 学 術 振 興 会 abe.taichi＠nims.go.jp
産学協力研究委員会 合金状態図第172委員会

軽金属学会

日本結晶成長学会 TEL 070
50473339 jaccg46＠jacg.jp
http://www.jacg.jp/
腐食防食協会TEL 0338151161
ysm.hng1130033＠jcorr.or.jp

安全工学会

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

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

5～6

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

5～7

第43回固体イオニクス討論会(天童)6～8

第44回炭素材料学会年会(桐生)

7～9

走査型プローブ顕微鏡(31)ICSPM25(静岡)日本固体イオニク TEL 022
7956976
ス学会
http://ceram.material.tohoku.ac.jp/ssij43/
ssij43org＠ceram.material.tohoku.ac.jp
炭素材料学会
FAX 0333682827
tansodesk＠bunken.co.jp
応用物理学会TEL 0338287723 oda＠jsap.or.jp
http://dora.bk.tsukuba.ac.jp/event/ICSPM25/

7～9

第 55 回高温強度シンポジウム・第 18 回破壊力学
シンポジウム(熊本)

日本材料学会11～12

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



締切

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

11.8

定員
70名
定員
80名

10.27
11.15
定員
40名

定員
90名

10.31
11.16

11.17

事前参加
11.10
講演
8.21
参加
11.25
講演
9.1

本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催

問合先


～


金属学会セミナー「状態図・相変態の基盤と実践的ノウハウー CALPHAD 法とフェーズフィール
ド法を使いこなすために―」(東京)(本号頁)

金属学会

TEL 0222233685
meeting＠jim.or.jp

14

第 4 回 初心者にもわかる信頼性工学入門セミ
ナー(大阪)

日本材料学会

http://sinrai.jsms.jp/

15～16

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


年月
第 79 回
12619頁)

レアメタル研究会(東大生産研)(本号

15～16

第 39 回安全工学セミナー安全マネジメント講座
(東京)

19～20

第23回 電子デバイス界面テクノロジー研究会―
材料・プロセス・デバイス特性の物理―(三島)30～31Mate 2018第24回「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム(横浜)


年月
第33回塗料・塗装研究発表会(東大生産研)
8

9

第 80 回
619頁)


～


日本金属学会春期講演大会 千葉工業大学新習志
野キャンパス(本年11号会告予定)

レアメタル研究会(東大生産研)(本号


年月
9 ～12
The 6th International Conferenceon the Characterization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials (ICCCI2018)(倉敷)

年月
5～8
15TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON
FUNCTIONALLY GRADED MATERIALS―Structural Sector Approaches for New Functionalities and Durability―(北九州)

年月

～

日本金属学会秋期講演大会(東北大学川内北キャ
ンパス)

締切

FAX 0222236312

事前
11.24

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 okabelab＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
安全工学会
TEL 0362062840 jsse2004＠nifty.com
http://www.jsse.or.jp
応 用 物 理 学 会 薄 NAGATA.Takahiro＠nims.go.jp
膜・表面物理分科 http://home.hiroshima
u.ac.jp/oxide/
会他

定員
30名
定員
200名

スマートプロセス TEL 066878
5628 mate＠spsmste.jp
学会他
http://spsmste.jp/mate/
日本塗装技術協会 TEL 036228
1711
tosoujimukyoku＠jcot.gr.jp
レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・宮嵜(東大生 okabelab＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研岡部研)
http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
japanese/rc40_ j.html
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp
紛体工学会

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

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

日本金属学会

発表
10.20

abstract2018.1.20

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

応用物理計測学梶谷

剛 著

実験を行う研究では，測定と誤差を考慮した解釈が求められる．

取り扱われる誤差の話に触れることで，問題のイメージもしやす

また統計的な取り扱いを行う理論研究においても同様に誤差を意識

く，誤差の基礎を取り扱った前半部分は気軽な読み物として読み進した研究が求められ，誤差の取り扱いをテーマとした本書がカバーめることも可能である．誤差の知識を再確認する上で，前半だけでする分野は広い．誤差の取り扱いが正しくできないと結果の解釈をも一読しておいて損はない．また，章毎に練習問題を多数掲載して誤った方向に導くため，誤差の取り扱いとは重要な基礎知識であおり，得られた知識の応用・実践力を鍛えることが可能である．誤り，研究者はそれを十分に理解した上で研究にあたる必要がある．

差の関数などは複雑で理解が難しいものが多くあるが，本書にはしかしながら，現代の研究環境では測定装置に備わるソフトウェア

GNUPLOT などフリーのソフトウェアのコードや Excell のようなやデータ解析ツールなどが誤差の取り扱いまでも行うものが少なく汎用ソフトウェアによる関数が記述されているので，実際に計算なく，それらを理解する機会を得ないまま研究生活を送る学生や若コードを動かすことで可視化することができ，関数の形状や特徴な手研究者も多いのではなかろうか．

どをイメージしやすい．さらに，応用の章では Laplace 変換を用い本書の構成は，著者が大学で講じた講義ノートのまとめということで，前半部分で誤差の性質や解析方法の基礎を説明した上で，後半に各測定方法に付随する誤差の実践的な取り扱い方法を述べており，大学生，院生，および研究者のいずれも読解できるよう，丁寧た解析方法などがあり，実践的な知識を獲得することができる内容となっている．
(東北大学多元物質科学研究所

榎木勝徳)[2017年 A5版 アグネ技術センター 187頁 2,000円＋税]

な説明がなされている．随所にコラムなどの読み物もあり，身近に

ま て り あ 第56巻 第10号(2017)
Materia Japan




お知らせ
会報「まてりあ」は，11号または12号の巻頭言でカラー掲載記事を企画しております．
2017年秋期(第161回)講演大会の記録は，次号に掲載予定です．

JIM's NEWS
本会からのメール配信サービスのご活用について
会員の皆様の利便性を目的に，「まてりあ」オンライン発行のお知らせや本会の主要行事(講演大会・セミナー・
シンポジウム等)のご案内などを Email でもお届けしております．
こちらをご利用されてない方でこのメール配信サービスをご希望される方は，下記の方法で是非ご活用下さい．

2017, 2018年度会報編集委員会
委員
長
副 委 員 長
委
員

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

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

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日
発行所



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

2017年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(五十音順，敬称略）

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

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

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

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

本 会 記 事

ã

1

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2

平成29年10月 1 日発行「まてりあ」