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MFS MATERIALS NEWS
ミルフィーユ構造の材料科学

2 0 18〜2 0 2 2 年度 文部科学省科学研究費助成事業 新学術 領域研究（研究領域提案型）

WHAT
TO DO NEXT?
次なる、ゴールを目指して。 CONTENTS
p2 message ／ 代表メッセージ
領域代表：阿部 英司（東京大学）

p3 Interview ／ スペシャル鼎談
寺田 大将（千葉工業大学）、
眞山 剛（熊本大学）、唐 永鵬（九州工業大学）

p6 Latest News ／ 最新研究ニュース

染川 英俊（物質・材料研究機構）、湯浅 元仁（同志社大学）、
萩原 幸司（名古屋工業大学）、榎 学（東京大学）、
岸田 恭輔（京都大学）、板倉 充洋（日本原子力研究開発機構）、
兼子 佳久（大阪市立大学）、戸木田 雅利（東京工業大学）

p8 Activity ／ MFS 活動報告、Topics、編集後記

06

vol.
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Message

COPYRIGHT 2021 MFS MATERIALS

Message ／ 代表メッセージWHAT
TO DO NEXT?
次なる、ゴールを目指して。

「キンク強化理論の構築」と「３大材料への展開」を掲げてスタート
した私たちの MFS 新学術も、折り返し点を過ぎ、いよいよラストスパー
トをかけるステージへと突入しました。メンバーの皆様が、昨年より続くながら研究進捗を遂げている様子を拝見し、大変心強く感じております。各研究班をリーディング頂いている班長・研究代表者の皆様に、改めて御礼申し上げます。
現時点で最も重要なことは、「正しく問題設定ができているか」にあります。キンクを初めて耳にした方、Mg 合金に触れたこともない方などを含めて、本領域の実に半数を超えるメンバーは異分野から参画頂きました。金属・セラミックス・高分子の材料の垣根を越え、さらには
地層学、応用数学から集ったエキスパートが、これまでの集中的・横断的な議論を通して課題を共有してきたことでしょう。この間、それぞれプロフェッショナルの視点から、問題の本質をどのように捉えたかが肝要です。現在、皆さんの頭の中にあるアイデアが、本新学術期間中に実を結ぶことを期待します。ぜひ、論文としてしっかり着地下さい。
真に本質的なアイデアや概念は、それまでは個別に捉えられていた事象が一つとなって流れ出す、知的興奮の機会をもたらしてくれます。
まさに “The noblest pleasure is the joy of understanding” であり、科学に携わる者全てが目指す至福の瞬間です。私たちの「キンク強化理論」へのチャレンジは、必ずやその場を与えてくれることでしょう。
キンク理論がもたらす新たな視座は、これまで目が届かなかった域に潜む cutting-edge な問題を再び照らし出してくれます。科学というパズルでは、正しくピースをはめ込んだ者には、次にあてはめるべき新しいピースを最初に手にすることが許されるのです。What to do next?
−私たちは常に自分に、そして互いに問いかけつつ、先頭を走って参皆さんから数多のアイデアをお聞かせいただくMFS 新学術の最終報告会が、今から楽しみでなりません。その時はメンバーが一同に集い、祝杯をあげることを祈りつつ。
-2-

Interview ／ スペシャル鼎談

変形・加工を極めてキンクの本質を追求する
A02-3 研究協力者
A02 公募研究代表者

眞山 剛

熊本大学 准教授

領域代表（東京大学教授）：

A01 公募研究代表者

A04-2 研究分担者

九州工業大学 研究員

千葉工業大学 准教授

唐 永鵬

寺田 大将

新学術領域研究「ミルフィーユ構造の材料科学」も残り期間が2年を切り、第二期公募研究者23名を新たに迎え入れるな
ど、キンク強化理論の構築に向けた研究活動が加速しています。今回は材料の変形・加工について実験や計算を武器に精力的に取り組まれている研究者3名にオンライン上で対談頂き、キンク変形・キンク強化の本質に迫るために必要な領域内での連携、マグネシウム合金以外の材料への展開、領域の活動・支援に期待する点などについて熱く語って頂きました。

領域内での連携のが出てきます。集合組織が変わることが効いているのか、そ眞山 ：領 域内での連携の話からはじめたいと思いますが、連りがまだよくわかっていません。結果として、加工を続けていくと携する際に重要なことは、具体的に役に立つ結果が出せるようキンク帯が出るようになる。何をパラメータにしたらキンクの形成

なテーマ設定をすることだと思います。実験と全く同じことを計

挙動をうまく整理できそうか、考察するきっかけとして、眞山先算で実施することができれば、それはもちろん素晴らしいので生が行われているような研究成果が参考になるのではないかと

れとも層厚みたいな組織的な要素が効いているのか、
そのあた

すが、少なくとも私の行っている結晶塑性解析 のような手法考えています。ですから、是非連携研究させて頂ければと思っではなかなか難しいです。ですから、例えば、変形量や温度のています。

影響等は思い切り単純化して、その代わり実験的に同じ加工

眞山：そういう話を聞けるとすごくありがたいです。
オフィシャル法を使っても、材料によってこういう違いが出るかもしれません

な会合などで結果を話すときには、すごくうまくいったものを話しよ、という予測を示す。具体的には同じ加工でもMFS材料だとますよね。ですが、キンクが出なかったという結果も非常に重要

沢山キンクが形成されるけれど、
アルミニウムだとぜんぜん形成で、そのあたりの情報は私としては大変ありがたいんです。計

されませんとか。他には寺田先生が行われているアルミと亜鉛

算上の前提はいくらでも設定できるのですが、現実的にありえの接合のように材料によってすごく違うというようなものだと、
アる組み合わせとか、そういったところのおよそのオーダーでも知プローチしやすいんですね。すべり系、塑性異方性を変えると、ることができて、対応する計算を実施して、一方はキンクが出て少なくとも変形の不均一性に違いが出て、実験のここと計算の他方は出ないという定性的にでも一致する結果が得られれば、ここが対応しているんじゃないかとか、
まずそういうところから連非常にやる気が出ます。

携を始めるのが良いかな、と思っています。

寺田：唐さんは巨大ひずみ加工がご専門ですが、私もARB＊2

寺田：眞山先生は特性の違う材料が積層になったものをシミュという形での巨大ひずみ加工を行っています。唐さんのほうでレーションの中で圧縮すると、どういうふうにひずみが分布するは今回HPS＊3がメインなんでしょうか。

のか、応力が分布するのかを研究されていて、応力−ひずみ曲

唐：はい 、今 回 の 研 究 は H P S がメインで す 。私 はこれまで

線の形なども描かれています。私は同じ形で、現実世界で、
アル

ECAP、ARB、HPT、HPSによる巨大ひずみ加工を用いて、強ミと亜鉛を接合した材料（Al-Zn）を圧縮すると、どう変形が進度・延性に優れた構造用金属材料の研究開発に携わってきた

むかということをやっています。圧縮している最中の画像をずっのですが、今回の公募研究ではHPS加工によるキンク形成とととらえながら、
ひずみがどう分布していくのかを実験的にやっ

その高強度化について調査することを提案しています。HPSています。実験なので、結果は出てくるのですが、どうしてそうな

加工は、板状試料や棒状試料に適用できる特徴を有しており、るのかという考察の足掛かりを得るのがなかなか難しい。そうい

また、
このような形状の試料に大きなひずみ勾配を導入するこ

うところを数値計算結果から、アイデアの種みたいなものが得らとができます。ひずみ量やひずみ勾配がキンク形成に及ぼすれないかと思っています。

影響を系統的に調べ、高強度化との関係を調べることが本研

例えば、Al-Znのケースだと、3層から始めて層を重ねていくん

究に参加する重要な目的となっています。

ですが、最初のうちは圧縮してもキンク帯は出ずにそれぞれの寺田：同じ巨大ひずみ加工なんですが、私のほうはどちらかと層が変形します。ですが、どんどん層を重ね合わせていって各いうと、圧縮変形がメインで、唐さんのほうはせん断変形ですよ層が数μmくらいの厚さの状態で圧縮するとキンク帯のようなもね。だから、変形モードが違う場合に、キンク帯が入りやすい、入＊1

コロナ禍の状況にあっても、オンラインでのミーティング等を積極活用しりましょう。

Interview

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COPYRIGHT 2021 MFS MATERIALSInterview

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変形・加工を極めてキンクの本質を追求する
A02-3 研究協力者
A02 公募研究代表者

A01 公募研究代表者

A04-2 研究分担者

眞山 剛

九州工業大学 研究員

千葉工業大学 准教授

２０１２年から現職。主な研究テーマは、変形解析手法の構築とその力学特性発現機構解明への応用。領域内ではA02班に所属し材料の塑性異方性と複相構造がキンク形成に及ぼす影響を数値的に調査し，キンク形成の微視的機構を統一的に理解することを目指す。

2020 年から現職、
主な研究テーマ
は、金属材料のナノ組織制御と力学特性評価。
領域内Z ではA01 班に所属。
HPS 法による巨大ひずみ加
工で、Mg 系LPSO 材にキンクを導入し、キンク形態とキンク強化との対応関係を解明する。

唐 永鵬

熊本大学 准教授

新学術領域研究終了後の展望

寺田 大将

眞山：新学術領域研究終了後の展望ですが、顕著なキンクが2014年から現職。主な研究テーマ
は、構造用金属材料の力学特性向上を目的とした組織制御。
領域内では、A04-2計画班に所属し、新規金属系ミルフィーユ材料の創製とキンク制御、キンク強化に関する研究を進めている。キンク形成とキンク強化に影響を及ぼす組織因子の解明を目指す。

できるということは、非常に強い塑性異方性に、少なからず起因していると思います。それは確かに特殊かもしれませんが、FCC金属のようにすべり面が多くて等方な材料の場合は、単一のすべり面の現象が重なって起こっていると理解することもできるかもしれないです。そうすると、
キンク帯や他の変形帯といった単位で変形を理解するということも不可能ではないかもしれません。大きな目標としては、そういう特徴付け等ができるようになれ

りにくい、そういう話はいろいろできるかと思っています。今回唐と思います。
もう少し実験の様子や結果等を知ることができたというようなことはやってみたら面白いと思います。

ば、一定期間キンク変形に注力した甲斐があったなと思います

さんはマグネシウムを対象にされるんでしょうか。

ら、
どのへんで一緒にできるかというのがわかると思います。あ寺田：そういう意味では、我々で何かつくったものを提供する、ので、そういったふうにつなげていきたいと思っています。

唐：はい。LPSO型マグネシウム合金でHPS加工を行います。

と、組織観察という意味で、先生は転位組織だとか、そういったサイズ的なところが難しいかもしれませんが、提供できるような

寺田：キンク強化を明らかにできれば、組織制御の中にキンクを

寺田：我々も、LPSO型マグネシウム合金でもARBをやってみところに興味があるのかなと思っているんですが、もう少し広く試料があれば、提供してみたいなと思います。加工法として大入れるという要素が新たに加わると思います。粒径の制御や、

ようかなと思っていまして、計画班の染川先生が冷間圧延をさEBSDみたいな観察でどうなるかというのも、僕としては非常にきく異なるので。

析出の制御と同様に、キンクの制御というのが加わって、材料をれているんですが、それ以上の強ひずみをかけて、冷間圧延興味がありますね、ひずみの勾配とキンク形成の関係だとか。

唐：お願いします。

作る上でのバリエーションが増えることになれば、構造材料を設の延長上に来るような話になるのか、それともひずみ量が大きく

EBSD観察などはなされる予定はありますか。

眞山：MAX相セラミックスについて結晶塑性の計算が可能か計する視点で見た時に、大きく広がっていけるのかなと感じてなると違う効果が出てくるのか、そのへんに着目しながらすこし

唐：できればやりたいですね。その際は、是非ご協力をお願いといえば、すべり系がわかりさえすれば、特にMAX相は特にいます。

LPSO型マグネシウム合金についてやってみようと思っているといたします。

底面が支配的ということなので、非常に強い塑性異方性というもう一つ、キンクは変形している最中に起こる、いわば動的組織

特徴を表現するには適していると思います。

変化です。キンク強化をうまくコントロールできれば、そういう動ころです。

マグネシウム合金以外への展開

唐：私が領域内連携に期待する点ですが、HPS加工を用い的な組織変化によって、TRIP鋼やTWIP鋼のように、材料の領域の活動・支援への期待特性を向上させる上で大きな手法が新たにできるかなと、
そういた本研究と比較するため、例えば、豊橋技術科学大の戸髙先

寺田：マグネシウム合金以外への展開ですが、今回公募班で生が行われているようなHPT加工で導入したキンクの構造や参加されたNIMS（国立研究開発法人物質・材料研究機構）

眞山：私はSPring-8のオンライン見学会に参加するなど領域

うのがうまくできたら面白そうだなと思っています。
これはちょっLPSO相の体積分率についての測定結果が共有できればよいの森田さんとMAX相セラミックスについて、同じくNIMSの上の活 動や支 援を有 効 利用させて頂いています。ただ、新しくと夢物語な側面が強いですが、そういうところまでいけたらなとな、と考えています。
また、キンク構造を解析するため、組織評

路さんと鉄鋼材料のパーライト組織について共同研究を進め入って来た方は情報交換も難しいとかあるのではないかと思い思っています。

価分野の先生と共同研究できるといいですね。あと、計算の先させていただいているところです。マグネシウム合金以外でも、ます。そういう面で、あまりオフィシャルすぎる会だと雑談もしにく

唐：今回の私の研究対象はLPSO型マグネシウム合金ですが、生方との連携ですが、先ほど申し上げましたが、HPSの特徴の

Al-Ag合金や他のAl系合金の共晶組織などでは、すでにキいですし、何かちょっと考える必要があるかなと、自分自身でも

これでうまくいければ、今後はセラミックスや硬い材料についてひとつとして材料内に大きなひずみの勾配を導入することがでンクが出そうだと報告されていて、層状構造をつくり込んで、応思っているところです。唐先生の実験手法も、公募研究会で拝もやりたいと思っています。

きるという点があります。せん断ひずみは試料断面中央部に限力軸をうまくコントロールしてあげればキンクは入ってくれそうで見しましたが、十分に理解する前に終わってしまっていましたのられてくるため、試料断面中央部から離れるにつれて導入ひず

す。では、本当に強化するのかというところは中々難しくて、残りで、もっと良く知る機会があればいいなと思います。今回の鼎談

み量は減少します。
さらに、HPS加工法では押棒を押す長さにの期間はそこに注力して、キンク帯は入った、では、ちゃんと強はそう言った機会になっているわけですが。

よって導入ひずみ量を定量的に調整することができます。
こう

化として作用するのかというところの評価に力を入れていきた

唐：私は合宿研究会での情報交換を希望しています。他の手いった手法、ひずみ量とひずみ勾配がキンク形成に及ぼす影いと思っています。そのあたりがうまく解決できれば、例えば、
キ法の強化効果とか、聞きたいと思っています。
また、
キンクの構

響を調べ、
それでキンク形成と力学特性との対応関係を求めた

ンク帯を入れてあげるという組織制御での新しい一面が、材料造を解析するために、熊本大学の先進マグネシウム国際研究

いと考えています。そこで、眞山先生にちょっとお伺いしたいの設計というところでひとつの新しい風が吹き込むきっかけになるセンター(MRC)の組織解析装置、SEMやTEMなどを使わせは、ひずみの導入量と、キンク形成との関係はシミュレーションでのかなと思っています。
どちらかというと、私は原理原則みたいていただきたいですね。

きるんでしょうか。

なところを追求したいところもありますが、最終的にはやはり工眞山：大丈夫だと思います。そういうご希望があるんでしたら、

眞山：1cmくらいの厚さがある材料の結晶粒を全部をシミュレー

学として、うまく実用に近づけるような視点がつくれたらなと思っ

私が連絡係をやりますので、大歓迎です。

トするのは、規模として難しいです。ですが、通常の有限要素ています。

寺田：千葉工大に共通装置としてARB装置を導入しました。
も法でひずみ分布を出して、そのひずみに対応する負荷が加わ

唐：私はセラミックスの加工はやったことはありませんが、いろい

し圧延や巨大ひずみ加工をこの材料でやってみたいという要る小さな領域を計算する、というのはできると思います。真ん中

ろな材料をやっていまして、
アルミニウムとか、マグネシウムとか、望があれば、
こちらのほうで対応しますので、是非お声掛けくだと端のほうでこういうふうに違いますよという実験結果があるとニッケル基合金のインコネル718とか、硬い材料も加工していまさい。

して、それを考察するのに役に立つ計算ができる可能性はあるす。ですのでマグネシウム合金以外でもHPSでキンクを入れる

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◆用語解説
＊1 結晶塑性解析手法
材料の微視的塑性変形機構を考慮した解析手法のことであり、単結晶の異方性や多結晶の集合組織発展を合理的に表現できる。特に有限要素法の構成式として用いた手法のことを結晶塑性有限要素法と呼び、結晶粒内の不均一
変形も表現することができる。
＊2 ARB
巨大ひずみ加工法の一つである繰り返し重ね接合圧延(Accumulative RollBonding)のこと。同形状の2枚の板を重ね合わせて圧下率50％で接合圧延した後、2倍に延びた板を半分に切断することで加工前と同じ大きさの2枚の板ができる。加工前後で同じ形となるため何度でも接合圧延を繰り返すことができ、大きな塑性ひずみを累積させることができる。
＊3 HPS
試料を上下2 つの金型と押棒の間に入れ、上下から高い圧力をかけながら、押し棒を上下の金型に対して相対的にはスライドさせることでせん断ひずみを導入する方法。

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Latest News ／ 最新研究ニュース
溝ロール圧延Mg-Y-Zn合金の微細組織と力学特性
Microstructure and mechanical properties ofcaliber rolled Mg-Y-Zn alloys,
Materials Science and Engineering A, 780,
139144 (2020).
DOI: 10.1016/j.msea.2020.139144
A01-2 研究代表者

A01-2 研究協力者

物質・材料研究機構
グループリーダー

同志社大学 准教授

染川 英俊

湯浅 元仁

Mg-Y-Zn合金の高温圧縮変形挙動に及ぼすLPSO相の体積分率の影響

アトムプローブ法と走査透過電子顕微鏡法での相補観察によるLPSO相形成過程の解明

Hot compression deformation, behavior of MgY-Zn alloys containing LPSO phase,
Materials Science and Engineering A,792,
139777 (2020).
DOI : 10.1016/j.msea.2020.139777

Correlative atom probe tomography andscanning transmission electron microscopy
reveal growth sequence of LPSO phase in Mg
alloy containing Al and Gd,
Scientific Reports, 11, 3073 (2021).
DOI : 10.1038/s41598-021-82705-3

LPSO相の体積分率の異なるMg-Y-Zn鋳造材を高温圧縮試験に供することにより、LPSO相の体積分率がその変形挙動に及ぼす影響を明らかにした。LPSO相の体積分率が数%の合金(希薄合金)では流動応力の速度依存性は小さく(図1(a))、圧縮後の組織には双晶が観察された。その一方で、LPSO相の体積分率が30%以上の合金(LPSO合金)では流動応力は速度依存性を示し(図1(b-d))、圧縮後の組織にはキンク導入が確認され、双晶はほとんど観察されなかった。以上の結果は、LPSO相の体積分率が一定値を超えると双晶形成が抑制され、変形の律速過程が双晶変形から転位すべりに変化したことを示している。本研究をはじめとする種々の体積分率のMg基LPSO合金を規格化プロットにより整理した結果、LPSO相の体積分率が高温圧縮挙動に及ぼす影響は小さいことが示唆された(図2)。

図 (a)キンク強化に起因した硬度増分とキンク屈曲角度の関係 (b)三次元微細組織観察例

図1（左）圧縮変形挙動

A02-1 研究代表者

萩原 幸司

お写真お送りください

Kink-band formation in directionally solidified
Mg/Mg2Yb and Mg/Mg2Ca eutectic alloys with
Mg/Laves-phase lamellar microstructure,
Journal of Magnesium and Alloys, in Press
DOI: 10.1016/j.jma.2021.02.006

A02-1

研究分担者

榎学

名古屋工業大学 教授

東京大学 教授

新規高強度Mg合金の開発にC14型Mg 2 YbやMg 2 Caなどの高強度ラー
ベス相の利用が期待されている。
しかしこれらラーベス相は「極めて脆い」という問題点を有する。本研究では、LPSO相の結晶構造をマクロ組織レベルで模擬した「組織型ミルフィーユ構造」
を作りこむべく、Mgとの共晶組成に着目した一方向性凝固を行うことで、軟質Mg層と硬質ラーベス層との層状組織化を行った。
この結果、LPSO相と同様、キンク帯形成が誘導され、高強度を維持しつ
つ、300℃以上では塑性変形が可能になった。すなわちミルフィーユ構造
制御により、構成相自体がもたない新たな変形モード（キンク帯形成）を誘導し、延性を獲得できることが明らかになった。本結果は、
キンク帯形成を利用した、新しい高強度材料開発の可能性を示している。

図 Mg/ラーベス相ミルフィーユ構造合金の降伏応力の温度依存性
CC BY-NC-ND 4.0により論文から引用

図2（右）種々のLPSO合金の高温圧縮試験の規格化プロット

本研究ではLPSO相の形成過程を明らかにするため、Mg-Al-Gd三元系合
金中に形成されたLPSO相の成長端近傍の原子配列構造と元素分配挙動をアトムプローブ法(APT)と走査透過電子顕微鏡法(STEM)を相補的に用いて調査した。Mg系LPSO相を特徴づける4枚の連続した(0001)原子層への溶質原子の濃化に関しては、Gd原子の濃化がAl原子の濃化よりも先行することを実験的に明らかにした。またLPSO相の(0001)面に沿った方向への成長は{1100}あるいは{1120}面を晶癖面とするレッジ機構により生じていることがわかった。これらの結果から、Mg-Al-Gd系LPSO相を特徴づける溶質原子濃化層におけるAl 6 Gd 8 原子クラスターの形成ならびにレッ
ジ機構によるLPSO相の成長はいずれもAl原子の拡散により律速されていることが明らかとなった。

図

Mg-Al-Gd合金中のLPSO相/Mg母相界面の同一領域から得た(a,b)高分解能TEM/
STEM像，(c,d)APTマップおよび(e)元素分布

The effect of the 18R-LPSO phase on the fatigue
behavior of extruded Mg/LPSO two-phase alloy
through a comparative experimental-numerical
study,
Journal of Magnesium and Alloys, 9, 130-143(2021).
DOI : 10.1016/j.jma.2020.07.005

実験と結晶塑性有限要素シミュレーションを組み合わせた研究により、長周期積層構造相の体積分率が異なる4つの押出Mg-Y-Zn合金の疲労挙動を調査した。ひずみ制御の低サイクル疲労実験により、Mg 89 Zn 4Y7合金では限定的な繰り返し硬化、Mg 99.2 Zn 0.2 Y0.6 および Mg 97 Zn 1Y2合金では軟化する
ことが明らかになった。LPSO相の体積分率の増加に伴う疲労寿命の減少が観察され、
それは押出LPSO粒の限られた延性に関連していた。応力-ひずみヒステリシス曲線を用いて、双晶生成と双晶消滅を考慮した結晶塑性モデ
ルの較正および検証を行った。粗い再結晶化されていない粒における変形
双晶活性が予測され、LPSO相の体積分率の増加につれて消失する 傾 向 が あった 。
LPSO相の体積分率の増 加に伴う疲 労 限の 向 上は、押 出 中 の動的再結晶活動度が高いことによって、粗い再 結 晶 化されていないα- M g 粒 子 の 存
在が 減 少することに関連していた。

A02-3

A01-2 研究代表者
A04-2
研究協力者

日本原子力研究開発機構
研究主幹

Mg-希土類(RE)-遷移金属(TM)からなるLPSO合金ではRE 8 TM 6からなる
L12 型溶質原子クラスタが形成され、その中心には格子間原子が存在することが実験と計算の両方で示されている。格子間原子は通常、空孔と出会うことで対消滅するが、LPSO構造の形成には空孔拡散を通じた原子位置交換
による溶質原子の移動が必要であり、空孔が多い状況で格子間原子が安定に存在するのは特異的な性質と言える。第一原理計算により、Y8 Zn 6クラスタの場合に格子間原子と空孔は反発し対消滅しないこと、
またクラスタ形成過程で自発的に格子間原子と空孔が対生成し、空孔が放出されることが分かった。LPSO相の形成過程ではクラスタと同数の空孔が生成され、空孔濃度は熱活性による平衡濃度より数桁高い値となるため、更なるLPSO相の形成促
進や転位の上昇運動などに繋がっている可能性が考えられる。

図 Y8 Zn 6クラスタ形成と格子間原子・空孔生成過程

液晶ブロック共重合体のミク
ロ相分離ラメラ構造：ラメラの分断とその修復

caliber rolled Mg-Y-Zn alloys, Materials Science
Sliding-Wear
Properties
Electro-DepositedandEngineering
A, 780, of
139144(2020).
Films10.1016/j.msea.2020.139144
with Cu and Pulse-Plated Ni Multi-Layers,
DOI:
Materials Transactions, 61, 1102-1108 (2020).
DOI : 10.2320/matertrans.MT-M2019330

A04 公募研究代表者

染川 佳久
兼子
英俊

物質・材料研究機構
大阪市立大学 教授
グループリーダー

Density functional theory study of solute,
cluster growth processes in Mg-Y-Zn LPSO
alloys,Acta Materialia, 203, 116491 (2021).
DOI : 10.1016/j.actamat.2020.116491

研究分担者

板倉 充洋

電気めっき法により成膜した
溝ロール圧延Mg-Y-Zn合金
Cu/ナノ構造Ni積層膜の摩の微細組織と力学特性
Microstructure
耗特性 and mechanical properties of

Mg/LPSO押出二相合金の疲労挙動に及ぼす18R-LP
SO相の効果に関する実験および数値解析

図 低サイクル疲労試験中の累積ひずみ分布の計算結果

-6-

岸田 恭輔
京都大学 准教授

本研究では、溝ロール圧延Mg-Y-Zn合金を対象に、キンク形態と力学特性の相関性について調査した。キンク形態の一つであるキンク屈曲角度は、
溝ロール加工時の圧延回数によって制御できることが分かった。この形態
因子は、キンク強化に起因した硬度特性と密接な関係を示し、屈曲角度の大角度化にともない高硬度化を呈した。他方、屈曲角度が15~20°を超えると、硬度向上(キンク強化増加分)が鈍く、熱処理材はその傾向が顕著であった。展伸加工法と加工熱処理を併用制御することで、キンク強化に寄与する影響因子を個別抽出できるバルク材の創製に成功した一例である。なお、
溝ロール圧延加工によって導入したキンク三次元観察動画は、本論文のsupplementary movie fileにある。様相理解の一助になれば幸いである。

一方向性凝固したMg/
Mg2Yb、Mg/Mg2Ca共晶合
金におけるキンク帯形成

A02-1 研究分担者

お写真お送りください

Mg-Y-Zn系LPSO合金における溶質原子クラスタ形成の第一原理計算戸木田 雅利Long-Range Lamellar Formation in Blends ofDivided-Lamellar-Forming Liquid Crystal Block
Copolymers with Liquid Crystal Homopolymers,
Polymer, 211, 123086 (2020).
DOI : 10.1016/ j.polymer.2020.123086

東京工業大学 教授

金属の積層構造は、異なる電位を交互に印加する合金電気めっき法で成本研究では、溝ロール圧延Mg-Y-Zn合金を対象に、キンク形態と力学特性膜することができる。本研究では、
さらにパスル波形を利用して構成層をナノの相関性について調査した。キンク形態の一つであるキンク屈曲角度は、結晶化することで、軟質なCu層と高強度なナノ結晶Ni層からなる積層膜を
溝ロール加工時の圧延回数によって制御できることが分かった。この形態
成膜することに成功した。層厚さを5 nmから950 nmに変化させたCu/ナノ
因子は、キンク強化に起因した硬度特性と密接な関係を示し、屈曲角度の結晶Ni積層膜を準備し、すべり摩擦試験を実施した。下図は摩耗速度の構
大角度化にともない高硬度化を呈した。他方、屈曲角度が15~20°を超える成層厚さに対する依存性である。軟質なCu層が厚いもしくは体積比が大きと、硬度向上(キンク強化増加分)が鈍く、熱処理材はその傾向が顕著であっい膜では摩耗速度が速いのに対し、高強度なナノ構造Ni層を多く含む膜でた。展伸加工法と加工熱処理を併用制御することで、キンク強化に寄与すは優れた耐摩耗性を示した。
しかし、単なるナノ構造Ni膜よりも、10 nmのる影響因子を個別抽出できるバルク材の創製に成功した一例である。なお、
Cu層と190 nmのナノ結晶Ni層とを組み合わせた積層膜の摩耗速度が遅
溝ロール圧延加工によって導入したキンク三次元観察動画は、本論文のく、高強度な均一組織よりも軟質層を適切に挿入させた積層構造のほうがsupplementary movie fileにある。様相理解の一助になれば幸いである。
摩耗特性が改善されることが見出された。

液晶性高分子の両端に非晶性高分子が結合したABA型液晶ブロック共重合体のミクロ相分離形態は、相分離界面に垂直に配向した液晶の影響を受け、幅広い組成でラメラ状となる。各セグメントは界面から垂直に伸長した形態をとるけれども、長い非晶ブロック鎖はエントロピー獲得のために界面方向にも広がる。結果、非晶ブロック鎖の分子量が大きな共重合体は非晶鎖が液晶ブロック鎖のラメラを分断した「分断ラメラ構造」を形成する。本研究では、分断ラメラ構造を形成する共重合体に液晶（Bブロック）
ホモポリマー添加すると、分断ラメラを長距離ラメラに修復できることを見出した。液晶ブロックラメラ厚と同程度の分子鎖長のホモポリマー添加
が、長距離ラメラ構造形成に有効であること、長距離ラメラのラメラ間隔
は非晶ブロック鎖の分子量増加に伴って増加することを示した。

図 (a)キンク強化に起因した硬度増分とキンク屈曲角度の関係
種々の構成層厚さを有する積層膜の摩耗速度
図(b)三次元微細組織観察例

図 分断ラメラ構造（左）と長距離ラメラ構造（右）-7-COPYRIGHT 2020 MFS MATERIALS ALL RIGHTS RESERVED.

Activity ／ MFS 活動報告
2021.04.24

第二期 公募研究23課題、始動！
新学術領域研究（研究領域提案型）「ミルフィーユ構造の材料

フ会議がオンラインで行われた。阿部領域代表の挨拶、計画研

科学」では、昨年秋に第二期公募研究（研究期間:2021年度〜

究の各班の研究代表者からの研究内容紹介に引き続き、公募

2022年度）の募集を行った。前回第一期の公募と同様、多数の研究者24名がそれぞれの研究内容、研究計画について紹介を応募を頂き、今年４月に当初の予定を上回る23課題が採択され行った。その後も、各公募研究者は各班での研究会や領域内でた（うち継続して採択された研究代表者13名、新規に採択されの共同研究に積極的に取り組まれており、2年間という短い研究

た研究代表者10名）。
コロナ禍で、
なかなか集まっての研究会合期間の間にも優れた成果を上げられることが期待される。

が開催できない現状の中、4月24日に第二期公募研究のキックオ

公募課題一覧はこちら

https://www.mfs-materials.jp/news/2021/040601.html

Topics 2021~2022【これまでの活動】【今後の活動】

2021

2021

◆ 4/24 :第二期公募キックオフ会議（WEB開催）◆ 9/14-17:日本金属学会講演大会（WEB開催）◆ 5/15-16: 軽金属学会春期大会（WEB開催）◆ 11/12-14:軽金属学会秋期大会（WEB開催）◆ 6/1- 5:Thermecʼ2021（WEB開催）2022◆ 6/15-18 :Mg2021（WEB開催）◆ 3月頃:年次報告会（詳細未定）

編集後記
通常の生活がなかなか戻ってきません。皆様との距離を気にせず議論し合い語り合った
日々は、なんと貴重なことであったのかと痛感する毎日です。一昔前までは、物語の中でしか起こらなかったような多くのことが現実に起こり、これまでの常識をアップデートしないといけない状況が続いているように思います。ネガティブなアップデートも多い一方で、ポジティブな
アップデートも沢山あります。最新研究ニュースでご紹介したとおり、当新学術領域では日々さ
まざまな発見がなされ、関連学問が怒涛の勢いでアップデートされています。ひとつの学問領域がみるみるうちに体系化されていく歴史的な瞬間に立ち会えていることを、一研究者として

A03-1 研究協力者

光原 昌寿
九州大学 准教授

はとても幸せに感じています。

編集長／

情報発信・知財部会長
三浦 誠司（北海道大学）

編集委員／

江村 聡 （NIMS）
小川 由希子（NIMS）
藪 浩 （東北大学）
安藤 大輔（東北大学）
瀧 健太郎（金沢大学）
光原 昌寿（九州大学）
江草 大佑（東京大学）

プロデューサー／ 礒部 志保（STUDIO F）
クリエイティブ・ディレクター／ 森 葉子（STUDIO F）
デザイナー／
赤池 有花
取材・制作／STUDIO F
発行／
編集発行／

202１年９月
MFS事務局

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MFS事務局：九州大学大学院総合理工学府内 中島・光原研究室
MFS@ mms.kyushu-u.ac.jp 092 - 583 -7619