第 3 種郵便物認可

平成26年 3 月 1 日発行「まてりあ」

日本金属学会会報

昭和38年 6 月 6 日第 3 種郵便物認可・平成26年 3 月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

第 巻 第 号︵

５３■■

サブミクロン球状金属粒子の新規作製法

放射光×高温高圧による Ti 系水素化物の研究「新技術・新製品」

３■■

春期講演大会プログラム（別冊付録）〜87︶132

日 本 金 属 学 会

53

2014

http://jim.or.jp/

Vol.53 No.3 ISSN 1340-2625

MTERE2 53（3）87〜132（2014）2014

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2014
Vol.53
No.3◎

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

液中レーザー溶融法によるサブミクロン球状金属粒子作製

解説

越崎直人

辻

剛志

石川善恵 …………………………………………………………………………87

液体中に分散したナノ粒子にレーザー光を照射することでサブミクロン球状粒子の作製に成功．様々な金属・合金に適用可能．

最近の研究

放射光その場観察と高温高圧技術を組み合わせた Ti 系合金水素化物に関する研究
遠藤成輝

齋藤寛之

町田晃彦

片山芳則 ……………………………………………………………94

放射光その場観察と高圧合成を併用した実験手法を紹介．本手法によって典型水素吸蔵合金の一つである TiFe
合金の新しい水素化物相を発見．

新進気鋭

閉じたき裂の高精度計測のための非線形超音波映像法の開発

新技術・新製品

溶接部性能に優れるラインパイプ用電縫鋼管マイティーシームの開発
岡部能知

豊田俊介

松井

穣

伊木

聡

籔本

小原良和……………100

哲………………………………………………104

脱りん脱炭連続処理プロセスの開発
小川雄司

矢野正孝

荒井雅之

升光法行

熊倉政宣………………………………………………107

飽和磁束密度が高く高周波鉄損の低い Si 傾斜磁性材料 JNSF の開発
平谷多津彦
はばたく

尾田善彦

浪川

材料研究との出会いと現在

操

笠井勝司

二宮弘憲……………………………………………110

屋山

巴 ……………………………………………………………113

海外の研究スタイルを肌で感じて

秋吉竜太郎 ………………………………………………114

新技術・新製品裏話

白金を塩酸で溶解する新技術開発の裏話

岡部

本会記事

お知らせ …………………………………………117
会告 ………………………………………………118
支部行事 …………………………………………122
掲示板 ……………………………………………123
会誌・欧文誌 3 号目次 …………………………125
新入会員 …………………………………………127

材料系学協会情報コーナー ……………………127
次号予告 …………………………………………127
行事カレンダー …………………………………129
書評 ………………………………………………131
会誌編集委員会からのお知らせ ………………132

付録

2014年春期講演大会プログラム …………………………………………………………………別冊徹…………………………………………115

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

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す原料粒子の凝集・分散の状態や液相組成の役割などについ

.

は じ

め

に

て概説する．

.

最近われわれのグループは，原料ナノ粒子分散液への非集液中レーザー溶融法の特徴

光レーザー照射によりさまざまな物質のサブミクロン球状粒子作製が可能であることを見出した．このようなサブミクロ

液中レーザー溶融法は，他の手法では作製困難な結晶性サ

ン球状粒子は過去のレーザープロセスに関する論文でも電子

ブミクロン球状粒子の合成が可能であり，以下に挙げるよう

顕微鏡写真で散見されるが，ほとんどの場合目的のナノ粒子

ないくつかの重要な特徴がある．

以外の不要な副生成物でしかなかった．しかしわれわれが開発した手法では，サブミクロン球状粒子が生成物の多数を占めており，レーザーを用いたナノ粒子合成法として知られる



粒子サイズが原料より大きくなる

ナノ粒子生成に用いられる液中レーザーアブレーション法

液中レーザーアブレーション法とは本質的に異なる特徴が徐々に明らかになってきた．そこでわれわれはこの手法を「液中レーザー溶融法」と名付けて，さまざまなアプローチからこの手法の研究に取り組んできている．
サブミクロン球状粒子はポリマーやガラスなどのアモルフ
ァス物質のものが市販されているが，金属や酸化物のような結晶性物質では安定結晶面が生成しやすいため球状になりにくいことからほとんど報告例がなかった．しかし，液中レーザー溶融法を利用すると酸化チタンや酸化亜鉛のような結晶性酸化物のサブミクロン球状粒子の作製が可能であり，その合成法の詳細に関しては既に論文や総説などで取りあげている(1)(6) ．この手法は原料粒子の光吸収による加熱・溶融という現象を利用していることから非常に汎用的であり，金属のサブミクロン球状粒子も原料に光吸収があれば同様に作製可能である．本稿では，液中レーザー溶融法の特徴とこの手法を利用して金属のサブミクロン球状粒子を作製したいくつかの例を取りあげながら，本手法において重要な役割を果た

図1

液中レーザーアブレーション法と液中レーザー溶
融法の比較．

北海道大学大学院工学研究院教授量子理工学専攻(〒0608628 札幌市北区北13条西 8 丁目)
島根大学総合理工学部准教授物質科学科
独 産業技術総合研究所 ナノシステム研究部門 フィジカルナノプロセスグループ主任研究員
Fabrication of Submicron Spherical Metal Particles by Laser Melting in Liquid; Naoto Koshizaki, Takeshi Tsuji, Yoshie Ishikawa(Graduate School of Engineering, Hokkaido University, Sapporo. Department of Materials Science, Interdisciplinary Faculty of
Science and Engineering, Shimane University, Matsue. Nanosystem Research Institute, AIST, Tsukuba)
Keywords: laser melting in liquid, submicron spherical particles, spaceselective heating, timeselective heating
2014年 1 月 5 日受理[doi:10.2320/materia.53.87]

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan(図左)では通常，金属板，焼結体ペレット，単結晶のようなバルク体が原料ターゲットとして用いられるが，粉体を原料に用いることも可能である．実際，ミクロンサイズの大きなフレーク状粉体にレーザー光を照射することでアブレーシ
ョンを引き起こし，多量の貴金属ナノ粒子を作製する方法(7)や，ナノ粒子が作製しにくい物質の微細化など(8)(9)が報告されている．いずれも粒子サイズは小さくなる方向にある．しかし一般的に言って，粒子原料の場合には生成物との区別が難しいため，バルクターゲットが主に使われてきた．
これに対し液中レーザー溶融法(図 1 右)では，ナノ粒子

図2を原料としてサイズが 1 桁以上大きく丸い形態の粒子が得

液中レーザー溶融法における空間的・時間的選択
加熱．

られる．このような変化は従来の液中レーザーアブレーション法ではなかった現象である．粒子生成プロセスが働いたかどうかは原料と生成物のサイズや形態の違いから明確に把握

時間選択的加熱できる点が大きな特徴である．もちろん，このような現象が本法ではナノ秒のパルスレーザーを使ってターゲット粒子

起こるためには多数の原料粒子の凝集・融合・溶融が必要とを短時間で加熱する(図 2 右)．10 ns 程度の時間に粒子溶融なる．

に必要なエネルギーが投入されるが，熱拡散速度の時間スケ

粒子ターゲットの利点の一つは，粒子と液相との界面が熱ールは 10－4～ 10－6 秒であることから，ほとんどの熱が液相拡散の障壁となってエネルギーが粒子に蓄積されやすくなる

側に散逸する前にエネルギー供給は終了する．また，レーザことである．バルクターゲット(特に金属の場合)ではレーザ

ーのパルス周波数が 10 Hz 程度であることから，次のレーーによって供給されるエネルギーが熱に変わったとしても，ザーパルスまでの間に粒子は完全に冷却してしまう．長時間

その熱がターゲット全体に急速に拡散してしまうことになのレーザー光照射を行っても実際は加熱・冷却をパルス回数

り，温度上昇が粒子の場合よりも起こりにくい．

分だけ単純に繰り返していると考えられる．



低フルーエンス

広い材料汎用性

液中レーザー溶融法では液中レーザーアブレーション法で

液中レーザー溶融法では，液中に分散した原料ナノ粒子が使われる値より 2 桁程度小さいレーザーフルーエンスが使比較的弱いレーザー光を吸収して，粒子の温度が融点を超え

われ，多くの場合非集光で照射する．通常のナノ秒パルスレ

ることでサブミクロン球状粒子が得られることから，レーザ

ーザーにおいて非集光照射を行うと 1012 W / m2 以下のエネ

ー光を吸収するさまざまな物質のサブミクロン球状粒子が容ルギー密度にしかならず，このような条件下では液中レーザ

易に作製できることがわかってきた(3)(5)(12)(14) ．実際，金ーアブレーション法でしばしば問題となる多光子吸収や電子属では Au, Ag, Cu, Fe など，酸化物では Cu2O, FeO, WO3,

放出は支配的にはなり得ないと考えられる(10) ．むしろ，粒TiO2 など，半導体では Si, GaP などで作製可能であること

子によって吸収された光エネルギーが熱に変換され，粒子のを実験的に確かめている．

加熱・溶融などを引き起こす過程が支配的になると考えられまた，対象物質に光学吸収がない場合でも，カーボンナノ

る(11)．さらに，非集光照射により反応空間を大きくするこ

粒子を光学吸収のアシスト材として利用することで，球状粒とができ，生成量拡大に大きく貢献することになる．

子化が可能であることも検証している(15)．以下に，金属の

空間選択的加熱

液中レーザー溶融法では，照射したレーザー光はほとんど
全てが光学吸収を起こす空間的に隔たった原料ナノ粒子のみ

結晶性サブミクロン球状粒子の作製例をいくつか紹介する．

.

金のサブミクロン球状粒子合成と表面安定化剤の効果(16)に選択的に吸収されるため(図左)，各粒子の温度が原料物質の融点にまで加熱されたとしても，投入されたエネルギー

金のナノ粒子は凝集しやすいことがよく知られ，これを防は 1 粒子あたり pJ オーダーでしかない．実際，実験の後にぐためのさまざまな表面安定化剤が多く研究されてきていは数°C程度の液温上昇が観測される程度である．電気炉加熱

る．クエン酸は最もよく検討されている表面安定化剤であやガラス容器中での加熱のような一般的な加熱方法では，対り，市販の金ナノ粒子分散液にも実際に使われている．金ナ

象となる反応物を加熱するために周辺の媒体も加熱しているノ粒子を原料としてサイズの大きなサブミクロン球状粒子をことを考えれば，液相レーザー溶融法において目的の溶融反生成させるには，ナノ粒子の凝集状態の変化によりどのよう応に使われるエネルギーの利用効率は高いと考えられる．

に球状粒子が生成するかを明らかにすることが重要である．
以下にこのような視点で行った研究を紹介する．



解

説




原料の金ナノ粒子の作製

金のサブミクロン球状粒子の合成実験には，既報の液中レーザーアブレーション法による金ナノ粒子作製法を利用して原料を作製した(17) ．実際には，金板を蒸留水あるいはクエン酸ナトリウム水溶液の入ったガラスセル中に固定し，これに波長 1064 nm のナノ秒パルス Nd:YAG レーザー(パルス
幅 10 ns，繰り返し周波数 10 Hz)からの集光レーザービーム(フルーエンス 36 J ・ cm－2 )を照射時間 10 ～ 20 分で照射した．このようにして得られた金の原料ナノコロイド溶液に波

図3

金ナノ粒子が分散した異なる濃度のクエン酸中でレーザー照射によって得られた粒子の TEM 写
真．(左)0.05 mM，90分間．(右)0.01 mM，60分
間．

図4

金 ナ ノ 粒 子 が 分 散 し た ク エ ン 酸 水 溶 液 ( 0.005
mM )へのレーザー照射によって得られた粒子のSEM 写真．左から 5, 9, 11, 14分間のレーザー照
射後の試料．

長 532 nm のナノ秒パルスレーザー(パルス幅 8 ns ，繰り返
し周波数 10 Hz，典型的なフルーエンス 60 mJ・cm－2)を非集光照射して金サブミクロン球状粒子作製を試みた．


水中とクエン酸溶液中での比較

純 水 中 の 金 ナ ノ コ ロ イ ド 原 料 溶 液 へ の 非 集 光 照 射 ( 60mJ ・ cm－2 )を行った場合，金のプラズモンピーク位置は長波長側にシフトしながら，徐々に吸収がなくなった．このことは粒子が徐々に大きくなりかつ沈殿していくことを示していた．実際には，照射10分後の SEM 像からサブミクロン球状粒子が形成したことが確認された．液中レーザーアブレーション法で作られたナノ粒子は安定化剤なしでも比較的安定と言われているが，実際には凝集が避けられないことをこの実験結果は示していた．一方，金ナノ粒子の典型的な安定化剤であるクエン酸三ナトリウム 1 mM を安定化剤として用いると，原料ナノ粒子の沈殿は抑制されるが，この原料に対して非集光レーザー照射を行ってもサブミクロン球状粒子がほとんど生成しないことがわかった．

子が生成し始め，徐々にサイズの揃った粒子に変化していく

これらの事実から，サブミクロン球状粒子はレーザー照射様子がわかる．実際この変化と対応して液相の吸収スペクトにより加熱された分散ナノ粒子同士の衝突によって生成する

ルの形も変化し，照射 5 分経過後でも認められたプラズモのではなく，レーザー照射前に凝集しているナノ粒子からサン吸収ピークが，サブミクロン球状粒子生成とともに，急激

ブミクロン球状粒子が形成するものと考えられた(2)．言い換に小さくなっていく様子が観測された．

えるとナノ粒子の凝集がサブミクロン球状粒子の生成には必要であることを示していた．


クエン酸濃度の効果

このようにクエン酸濃度 0.005 mM では，サブミクロン
球状粒子が生成し始めるまでに約 5 分の誘導時間があるところが特徴的である．このような誘導時間は純水の場合は観測されないことから，クエン酸の存在が誘導時間に大きな役

クエン酸の濃度を 1 mM から 0.005 mM へと変化させる

割を果たしている．クエン酸は金ナノ粒子の表面に吸着してことで原料ナノ粒子の凝集状態を制御して，得られる粒子のいると考えられるが，パルスレーザーの照射により，金の融形態変化を観察した．図は 0.05 mM で90分間照射と 0.01

点近くまでの加熱・冷却を繰り返している間に金ナノ粒子かmM で 60 分間レーザー照射( 60 mJ ・ cm－2 )した時の生成物

ら脱着あるいは分解が進むと考えられる．誘導時間が経過すの TEM 写真である． 0.05 mM ではサブミクロン球状粒子

ると金ナノ粒子は凝集し始め，この際に照射されたレーザーは生成しないが 0.01 mM 以下ではサブミクロン球状粒子が光により凝集金ナノ粒子が溶融しサブミクロン球状粒子が形観測されるようになる．

成されるものと考えられた．このようなモデルが正しいとす

レーザーの照射時間依存性

図はクエン酸濃度を図 3 よりもさらに希薄な 0.005 mM

ると，クエン酸水溶液濃度が大きければ誘導時間は大きくなると考えられるが，実際 0.01 mM の場合では誘導時間が 27分と大きくなることが実験的に確認されている．

に固定して，レーザー照射時間を変化させたときの生成粒子

以上のように，金ナノ粒子の液中での凝集状態を制御するの SEM 写真による形態変化をまとめたものである．5 分まことにより，サブミクロン球状粒子を精度よく作製できるこでのレーザー照射では原料からの形態変化は認められなかっとがわかった．

たが，照射 9 分経過あたりから急激にサブミクロン球状粒

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan



.

酸化物からの還元によるサブミクロン球状金属粒子の作製

ミクロンサイズに増加し球状粒子が生成するようになる．これは，原料ナノ粒子の温度が融点を超えて溶融液滴が瞬間的に生成しているためと考えられる．さらにフルーエンスを増液中レーザー溶融法を利用して，銅や鉄のような活性な金加させると粒子温度が沸点を超えて瞬時に気化蒸発するよう属のサブミクロン球状粒子を作製するには銅や鉄のナノ粒子になり，生成した粒子のサイズが急激に小さくなる．このよが原料として必要になると考えられるが，これらの粒子は極うな高いフルーエンスは，ナノ粒子合成のための液中レーザ

めて活性であることから危険物に指定されており，入手は困ーアブレーション法で用いられるエネルギー範囲と考えられ難である．液中レーザー溶融法では，単に原料粒子の溶融にる．このように，投入するエネルギーに応じて原料粒子の固よりサブミクロン球状粒子を作製するだけでなく，ナノ粒子

体状態，液体状態，気体状態を反映した粒子が生成物として粉体の高温化学反応を利用することが可能である．銅や鉄の得られると考えられた．

酸化物ナノ粒子は容易に入手することが可能であり，これらを原料として有機溶媒中に分散してレーザー光を照射する



サブミクロン球状粒子組成のフルーエンス依存性と，有機溶媒が還元雰囲気として働き，銅や鉄のサブミクロ

さらに，本手法のもう一つの大きな特徴は，サブミクロン

ン球状粒子を生成させることが可能である．このような実験

球状粒子が生成するフルーエンス範囲で，高温化学反応が引結果の例として CuO ナノ粒子原料から銅のサブミクロン球

き起こされるという点である．酸化銅(CuO)ナノ粒子を原料

状粒子を作製した例を紹介する(3)．

としてアセトン中で非集光レーザー照射を行うと，図のよ

サブミクロン球状粒子の反応合成

うに生成物はフルーエンスによって CuO から Cu2O， Cu へと徐々に変化した．レーザー光が照射されると原料粒子の温アセトン中に分散させた原料の酸化銅ナノ粒子(図上)に

度は融点を超えて 1300 ～ 1700 °C に短時間で到達する．このパルスレーザー光を照射して粒子だけを 1000 °C 以上の高温

ような高温の粒子に接しているアセトン分子は熱分解を起こに加熱・溶融させると，融解した原料が急冷することでサブし，炭素，水素，一酸化炭素，メタン，エチレンなどの分子

ミクロン球状粒子(図 5 下)が生成した．照射前後の粒子のが生成し，これらの物質は CuO を還元することが可能であX 線回折スペクトルから原料の CuO から Cu2O や Cu を含ることが熱力学的に予測される．これらの分子による高温還む相に変化(還元)していることがわかった．このような変化は照射するレーザー光のフルーエンスに強く依存した．


サブミクロン球状粒子サイズのフルーエンス依存性

図は異なるフルーエンスのレーザー光を照射したときに生成する粒子サイズのフルーエンス依存性を示したものである．フルーエンスが小さい場合は原料の粒子サイズとほとん
ど変わらないが，あるしきい値を超えると粒子サイズがサブ

図5CuO ナノ粒子原料の TEM 写真(上)とレーザー光照射により生成したサブミクロン球状粒子のSEM 写真(下)，および対応する XRD スペクト
ル ． レ ー ザ ー 照 射 条 件 は l ＝ 355 nm ， 66 mJ
pulse－1cm－2，30分，アセトン中．

図6

照射したレーザーのフルーエンスと生成粒子サイズとの関係．

図7

照射したレーザーのフルーエンスと生成粒子組成
との関係．

解

説

元反応により生成物の組成が変化したものと考えられる．

はコア直径 300 nm ，シェル厚さ 75 nm のコアシェル構造

以上のように，本手法を用いることで，金属酸化物の高温であることがわかる．このような形態の変化に対応して粒子

還元反応を室温大気圧環境下の液体中で実現できることがわの色が変化し，金のプラズモン吸収に起因する赤い色が消失

かった．このような変化はアセトン以外の有機溶媒を使ったした．単一粒子の EDS 分析結果から Fe Au O 多成分複合

場合でも同様の現象を引き起こすことがわかっている．一粒子の生成が確認され，コア相は Au リッチ，シェル相は方，液体として水を用いた場合は， Cu 金属の球状粒子は全Fe リッチであることもわかった．

く得られず， CuO の高温熱分解相である Cu2O あるいはこれが再酸化した CuOが観測されるだけである(18)．

このような複合粒子の構造を解明するため，Au は溶解しないが Fe 成分(金属鉄，酸化鉄)は溶解する塩酸による処理

このようにして得られた銅のサブミクロン球状粒子は比表

を複合粒子に施した．塩酸処理前は図 8(b )のようになめら

面積がナノ粒子よりも小さいことから，ナノ粒子分散液と比かな表面をもつ球状粒子であったが，処理後は図のようにべて液中に保存した状態ではるかに長い時間銅色を保って安非常にポーラスな構造に変化した．酸処理後の孤立粒子の定に存在することもわかっている．

Au:Fe 原子比は EDS 分析から粒子の中心部と表面でほぼ等

しく 90:10 であり，均一な組成ではあるが Fe が若干残って.

混合コロイド溶液からのサブミクロン球状合金粒子の合成いた．レーザー照射後で塩酸処理前の粒子は XRD パターンから金(Au)，金鉄(AuFe)固溶合金相，ウスタイト(FeO)の混合相であり，その重量比は 45:36:19 だった．一方，塩液中レーザー溶融法では，ナノ粒子原料を液中に分散して酸処理後の均一相は，主成分は Au であるが，fcc AuFe 合

レーザー光を照射するだけでサブミクロン球状粒子が得られ金相が観測されその重量比は Au(AuFe)＝80:20だった．

るが，2 種類のナノ粒子原料を液中で混合してレーザー光を

このような結果から，レーザー照射後のコアシェル構造

照射すれば，ナノ粒子同士の相互作用があれば 2 成分から生成は，低融点の Au がレーザーパルスにより溶融固化を構成されるサブミクロン球状合金粒子やサブミクロン球状複繰り返す間に，マグネタイトが有機溶媒によって還元されて合粒子の生成が期待される．ここでは金酸化鉄および金酸

生成する金属 Fe 成分が Au 中に取り込まれる一方，金属 Fe

化コバルトの 2 成分原料粒子系を有機溶媒中に分散してレまで還元されなかったウスタイトは Au の中に取り込まれず

ーザー照射することで，AuFe あるいは AuCo の 2 成分系に粒子表面に析出する過程を経るものと考えられた．

サブミクロン球状粒子の作製を試みた実験結果について紹介する．


金酸化鉄混合コロイド溶液の場合(19)塩化鉄の加水分解により作製した平均粒径 5 nm の酸化鉄

金酸化コバルト混合コロイド溶液の場合(20)同様の実験を，金コロイド溶液と市販の酸化コバルトナノ粒子を原料にしてエタノール中でレーザー照射を行った．
金酸化鉄の場合と同様に比較的容易にサブミクロン球状粒(マグネタイト Fe3O4)ナノ粒子原料と 3 章と同様に液中レー
ザーアブレーション法により作製した平均粒径 20 nm の金ナノ粒子を原料として用いた．これらを混合したコロイド溶液(アルコールなどの有機溶媒溶液)は図(a )のように強く凝集していた．レーザー照射によりサブミクロン球状粒子が徐々に生成し始め， 1 時間の照射で 450 nm 径の平滑な表面をもった球状粒子のみが図 8(b)，(c)のように生成した．形
態が球状であることから，レーザー照射時に粒子の温度がマ
グネタイトの融点 1600 °C と金の融点 1064 °C を超えていることが示唆された．図 8 ( c )の TEM 写真から球状粒子の内部

図8

図9

塩酸処理後の Au / FexOy 複合粒子の( a ) TEM 写真と(b) SEM 写真．

(a) レーザー照射前の金とマグネタイトナノ粒子分散混合溶液を乾燥させて得た粒子の TEM 写真，およびレーザー照射後に得られた粒子の(b) SEM 写真と(c) TEM 写真．

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan



図 11

液中レーザー溶融法により粒子溶融に必要なレーザーフルーエンスの粒子サイズ依存性．波長が 532 nm のレーザー光を用いた場合の Au, Ag,
Cu の計算値．

的選択加熱により，低フルーエンスレーザー光の 1 パルス
照射によって 1 個の粒子に対して供給されるエネルギーは
全て粒子の加熱・溶融に使われるものと考えられる．ある物
質の粒子を室温からある温度まで加熱するために必要なモル
図 10

液中レーザー溶融法により得られた AuCo サブ
ミクロン球状粒子の XRD パターンのレーザー照
射時間依存性．一番下が Au ナノ粒子原料．

エンタルピーを DH とすると，直径 d の球状粒子 1 個が必要な熱量 Q は
Q ＝D H･

pr 3
d
6M

(1)

と表される．ここで，r は密度，M は式量である．DH は，子が得られた．この際のレーザー照射時間に伴う XRD スペ

例えば粒子を室温から加熱して完全に溶融させて液体のみに

クトルの変化を図に示す．照射時間の増加に伴い，Au のなるまでを考えるときは，融点までの加熱のエンタルピーと回折ピークが徐々に小さくなるが，一方 AuCo 固溶合金の融解のエンタルピーの和になる．

ピークが大きくなった． Au Co 二元系合金は共晶型であり，通常の手法では合金を作りにくい系として知られているが，本手法により合金を作らない組合せでも固溶合金ができることがわかった．

一方，レーザー光のエネルギーのうち粒子に吸収されて粒子加熱に使われ得るエネルギーは2
Q(l, d)＝J･seffabs(l, d)・(pd /4)(2)

ここで， seffabs ( l, d )は有効光吸収断面積(＝光吸収断面積/幾

液中レーザー溶融法は，多くの場合その反応過程はある程

何学的断面積)で，レーザーの波長 l と球状粒子径 d ，その度熱力学的に説明できることが還元反応や炭化反応を起こす

物質の屈折率 n と消光係数 k が決まれば，球状粒子の Mie

系で確認されてきているが，この例では非固溶性の合金の組理論(22)(23)により計算が可能である．この 2 つの式を等しい

み合わせでも合金が生成することを示している．本プロセスと置くことで 1 パルスのレーザー照射でサイズ d の粒子をでは急冷プロセスという側面ももっているため，非平衡反応

溶融させるために必要なフルーエンスが得られる．

性が導入される可能性もあるが，その詳細はまだ明らかになっていないため，今後の研究が必要である．

J＝

2rDH
d
・ eff
3M
sabs(l, d)(3)

いずれにせよこれらの結果は，液中レーザー溶融法により

図は，波長 532 nm の光に対しての Au, Ag, Cu の n や2 成分の混合コロイド溶液から簡単に複合サブミクロン球状

k の文献値(24) から，その完全溶融を引き起こすために必要粒子を作製できること，化学処理を使うことによりポーラス

なフルーエンスの粒子サイズ依存性を計算した例である．粒な構造を制御したサブミクロン球状粒子を作製できること，

子サイズ d が大きくなると seffabs ( l, d )は一定値に近づくため

非固溶性の合金粒子の作製も可能であること，などを示してJ は d に比例して大きくなる．すなわち，大きい粒子ほど融おり，これまでにないユニークな複合構造サブミクロン球状

解しにくくなる． Ag では 100 nm 前後の粒子が最も溶融し粒子作製法としての応用が期待できる．

やすく， Au はプラズモン吸収波長に近いため，最も小さな
フルーエンスで溶融する．

.

液中分散原料粒子の溶融に必要なレーザーフルー
エンス(21)

レーザー照射時間を長くすると粒子サイズは徐々に大きくなるが，これは粒子同士の融合によるものと考えられる．しかし，粒子が大きくなり過ぎると供給されるレーザーエネル

上記のように液体中に分散したナノ粒子への空間的・時間

ギーでは粒子が溶融しなくなり，融合が起こらなくなる．本解説

手法で得られるサブミクロン球状粒子がある一定のサイズに収束するのは，このようなメカニズムが原因であると考えら
れる．

.

お わ

り

に

液中レーザー溶融法は，液相中に分散させたナノ粒子に非集光低フルーエンスレーザーを照射することで，短時間の粒
子溶融によりサブミクロン球状粒子を得る方法である．従来作製が困難だった結晶性物質のサブミクロン球状粒子が簡単なプロセスで作製可能であり，これまでのレーザープロセスと比較して量産性も期待できる．このようなユニークな粒子に関しては酸化物を中心にその光学的応用(5)(25)の検討が進められているが，金属についても徐々に電極応用や磁性応用などの検討(12)(26)が始まってきている．
この手法の本質は空間選択的パルス加熱であり，これまで使われてきた通常の加熱方法である電気炉加熱などが周囲の媒体を含めた非空間選択的加熱であることと対極をなすものである．このような空間選択的パルス加熱により 1000 °Cを超える高温反応を室温の液体中で実現できることになる．この考え方を拡張することで，さまざまな高温反応を効率よく実現する省エネルギー高温プロセスの開発につながっていく
ものと期待される．
本研究の一部は文部科学省原子力特別研究，科研費 基盤
研究 B ( 20360340 )，新学術領域研究( 21110004 )，挑戦的萌芽研究(25630341)の支援を受けて行われた．

文

献(2006), 12890.
( 9 ) W. T. Nichols, T. Kodaira, Y. Sasaki, Y. Shimizu, T. Sasaki
and N. Koshizaki: J. Phys. Chem. B., 110(2006), 83.
(10) A. Pyatenko, M. Yamaguchi and M. Suzuki: J. Phys. Chem. C.,
113(2009), 9078.
(11) A. Takami, H. Kurita and S. Koda: J. Phys. Chem. B., 103(1999), 1226.
(12) Z. SwiatkowskaWarkocka, K. Kawaguchi, H. Wang, Y.
Katou and N. Koshizaki: Nanoscale Res. Lett., 6(2011), 226.
(13) X. Y. Li, A. Pyatenko, Y. Shimizu, H. Q. Wang, K. Koga andN. Koshizaki: Langmuir, 27(2011), 5076.
(14) H. Q. Wang, X. Y. Li, A. Pyatenko and N. Koshizaki: Sci. Adv.
Mater., 4(2012), 544.
(15) X. Y. Li, Y. Shimizu, A. Pyatenko, H. Q. Wang and N.
Koshizaki: J. Mater. Chem., 21(2011), 14406.
(16) T. Tsuji, T. Yahata, M. Yasutomo, K. Igawa, M. Tsuji, Y.
Ishikawa and N. Koshizaki: Phys. Chem. Chem. Phys., 15(2013), 3099.
(17) T. Tsuji, Y. Okazaki and M. Tsuji: J. Photochem. Photobiol. A,
194(2008), 247.
(18) H. Q. Wang, K. Kawaguchi, A. Pyatenko, X. Y. Li, Z. SwiatkowskaWarkocka, Y. Katou and N. Koshizaki: Chem. Eur.
J., 18(2012), 163.
(19) Z. SwiatkowskaWarkocka, K. Kawaguchi, Y. Shimizu, A.
Pyatenko, H. Q. Wang and N. Koshizaki: Langmuir, 28(2012),
4903.
(20) Z. SwiatkowskaWarkocka, K. Koga, K. Kawaguchi, H. Q.
Wang, A. Pyatenko and N. Koshizaki: RSC Adv., 3(2013), 79.
(21) A. Pyatenko, H. Q. Wang, N. Koshizaki and T. Tsuji: Laser
Photonics Rev., 7(2013), 596.
(22) G. Mie: Ann. Phys., 330(1908), 377.
(23) U. Kreibig and M. Vollmer: Optical Properties of Metal
Clusters, Springer, Berlin, (1995).
(24) Handbook of Optical Constants of Solids, edited by E. D. Palik,
Academic Press, Inc., New York, (1985).
(25) H. Fujiwara, R. Niyuki, Y. Ishikawa, N. Koshizaki, T. Tsuji
and K. Sasaki: Appl. Phys. Lett., 102(2013), 061110.
(26) H. Q. Wang, L. Jia, L. Li, X.Y. Li, Z. SwiatkowskaWarkocka,
K. Kawaguchi, A. Pyatenko and N. Koshizaki: J. Mater. Chem.
A, 1(2013), 692.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

( 1 ) Y. Ishikawa, Y. Shimizu, T. Sasaki and N. Koshizaki: Appl.
Phys. Lett., 91(2007), 161110.
( 2 ) Y. Ishikawa, Q. Feng and N. Koshizaki: Appl. Phys. A Mater.
Sci. Process., 99(2010), 797.
( 3 ) H. Q. Wang, A. Pyatenko, K. Kawaguchi, X.Y. Li, Z. SwiatkowskaWarkocka and N. Koshizaki: Angew. Chem. Int. Ed.,
49(2010), 6361.
( 4 ) H. Q. Wang, N. Koshizaki, L. Li, L. Jia, K. Kawaguchi, X.Y.
Li, A. Pyatenko, Z. SwiatkowskaWarkocka, Y. Bando and D.
Golberg: Adv. Mater., 23(2011), 1865.
( 5 ) H. Q. Wang, M. Miyauchi, Y. Ishikawa, A. Pyatenko, N.
Koshizaki, Y. Li, L. Li, X.Y. Li, Y. Bando and D. Golberg: J.
Am. Chem. Soc., 133(2011), 19102.
( 6 ) 越崎直人，A. Pyatenko，H. Q. Wang，石川善恵レーザー研
究，40(2012), 83.
( 7 ) M. Kawasaki: J. Phys. Chem. C., 115(2011), 5165.
( 8 ) H. Usui, T. Sasaki and N. Koshizaki: J. Phys. Chem. B., 110

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan越崎直人
博士(工学)(東京大学)取得
1997年
1997年 工業技術院 物質工学工業技術研究所 研究室長
2001年 産業技術総合研究所 研究チーム長 副研究センター長 などを歴任
2013年 現職
専門分野 物理プロセスと化学プロセスの融合によるナノ材料合成◎レーザーやスパッタと液相環境や自己組織化プロセスとの組み合わせた材料開発に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

越崎直人

辻

剛志

石川善恵



放射光その場観察と高温高圧技術を組み合わせた Ti 系合金水素化物に関する研究
遠

藤

成

輝
齋
1)

藤

寛

之
2)

町

田

晃

彦
片
2)

山

芳

則
3)

材料として最も多くの研究がなされているのが TiFe 合金で

.

は じ

め

に

ある(7)． TiFe 合金は LaNi5 と並び典型水素吸蔵合金の 1 つであり，その優れた水素吸蔵放出特性以外に構成元素が Ti

新規材料探索において圧力というパラメータを加えることと Fe からなるため安全で安価・資源量が豊富というメリッで，材料探索の自由度を増すことができる．それは圧力を印トも有している．最近では主に定置式水素貯蔵装置システム

加することで構成元素の価数，物質の融点，結晶および電子に組み込む貯蔵材料として着目され，初期活性化の改善や耐構造などに変化がもたらされ，常圧下とは異なる熱力学的平久性の向上等の研究開発(8)(10)が精力的に行われている．

衡状態が実現されるためである．現在までに様々な分野で高われわれが TiFe 合金を選んだ理由は CsCl 型構造に注目

圧合成によって常圧近傍では得ることのできない新奇物質がしたためである．図に示すように CsCl 型構造の単位格子報告されている(1)(3)．

は体心立方晶( BCC )に類似した構造をとる．この図では体キュービックマルチアンビルプレス(以下マルチアンビル

心の位置に Ti 原子，コーナーの位置に Fe 原子が配置してプレス)を用いた金属水素化物の高温高圧合成は，これまでいる．この単位格子中に水素が侵入する格子間侵入サイト

Li 系(4) や Mg 系(5) を中心に多数報告されてきた．本稿ではは，金属原子 1 個当たり八面体( O )サイトが 3 個，四面体

高圧を 1 GPa(1 万気圧)を超える圧力領域とする．この圧力( T )サイトが 6 個存在する(6) ． TiFe 合金の常圧近傍の水素領域では水素の分子間距離が短くなり，水素はガス(気体)と化では水素は全て O サイトにのみ侵入し，水素吸蔵量が金してではなく水素流体として存在する(6)．水素の化学ポテン

属原子 1 個当たり 1 個程度(H/M～1)の g 相と呼ばれる水素

シャルが急増し，常圧近傍(本稿では数十 MPa 以下の圧力化物を形成する(11)．つまり残りの 8 個(O サイト 2 個，T サ

領域とする)では水素化しない難水素化金属も水素化物を形成するようになる．また，高圧下ではファントホッフの関係
より水素化物の熱力学的安定性が増すため，常圧近傍では脱水素や不均化(水素吸蔵による分解)を生じる高温でも水素化物が安定に存在できるようになる．常圧近傍よりも高い温度で水素化が可能となり，良く知られた水素吸蔵合金であっても高温高圧下特有の水素化反応を生じ新規水素化物を形成することも考えられる．
本稿では CsCl 型構造を有する Ti 系合金の高温高圧水素化反応について紹介する．CsCl 型 Ti 系合金の中で水素貯蔵

図1

CsCl 型 TiFe 合金の単位格子と水素の格子間侵入
サイト．

日本原子力研究開発機構 量子ビーム応用研究部門 高密度物質研究グループ 1)博士研究員 2)研究副主幹 3)副部門長(〒 6795148
兵庫県佐用郡佐用町光都 111)
Researches on Tialloy Hydrides under High Pressure and High Temperature with the Aid of Insitu Synchrotron Radiation Xray
Diffraction Measurements; Naruki Endo, Hiroyuki Saitoh, Akihiko Machida, Yoshinori Katayama(Quantum Beam Science Directorate,
Japan Atomic Energy Agency, Sayo, Hyogo)
Keywords: metal hydrides, synchrotron radiation Xrays, insitu measurements, high pressure synthesis, TiFe
2013年12月28日受理[doi:10.2320/materia.53.94]



最近の研究

イト 6 個)は非占有で残存していることになる．われわれはの生じる温度・圧力・時間を迅速に決定でき，新規金属水素

これらの残存格子間サイトへ GPa 級の高圧と高温の極限環化物の合成条件を短時間で最適化できる．加えて高温高圧下境を利用して強制的に水素を吸蔵させ，高水素濃度化を実現

における試料の熱力学的安定条件も調べられ，温度圧力反できないかと考えた．これが TiFe 合金を高温高圧下で水素応図などの様々な知見が得られる．

化させる最大のモチベーションである．加えて CsCl 型構造

このように放射光その場観察と高温高圧合成を組み合わせは最密充填構造に比べて低充填率であることから圧力誘起のた手法は極めて有効であるが，その実験を可能とする設備が構造相転移を生じやすい．新規高圧相が水素流体と反応し，世界的にも限られている．そのため，本手法を用いた新規金その結果として新規水素化物が形成される可能性も考えられ

属水素化物の合成例は少数にとどまっている．われわれのグる．

ル ー プ で は 本 手 法 を 駆 使 し 難 水 素 化 金 属 Al(13) ・ Al 基 合

未知な CsCl 型 Ti 系合金の高温高圧水素化反応を調べる

金(14)(15) の水素化， Fe 錯体水素化物(16) ならびにペロフスカ

上では TiH2 の高温高圧状態図がレファレンスとして必要とイト構造 Li 水素化物(17)などの合成に成功している．より詳なる．本稿では先ず TiH2 の高温高圧状態図の決定について

細な実験手法については文献を参照されたい(18)．

紹介し，その後に CsCl 型 Ti 系合金の高温高圧水素化反応

. TiH2 高温高圧状態図の決定について説明する．

.

実 験

手

法

Ti 系合金の高温高圧水素化反応を調べる上で TiH2 の高温

高圧下における状態図が必要となる．それは高温高圧水素化
マルチアンビルプレスによる高温高圧合成において放射光反応で生じる TiH2 の生成を伴う不均化反応を検出するため

その場観察は極めて有力な実験技術となる．なぜなら高温高である．参照できるデータが無ければ高温高圧水素化反応中圧下の試料の構造情報を迅速にその場で得ることが可能になに生じる X 線回折プロファイルの変化が，新規水素化物のるからである．マルチアンビルプレスによる高圧発生は，試形成で生じているのか，あるいは不均化反応による TiH2 の料をセットした立方体形状の圧力媒体を 6 方向からピスト生成により生じているのか判断することが困難である．

ン(アンビル)で押し込むことによって行われる．圧力媒体中

図にわれわれが求めた TiH2 の温度圧力状態図(19) を過には試料の他ヒーター，水素発生源や水素封止材などが組み去の報告(20)と併せて示す．過去の報告の低圧側では高温相込まれる．このような種々のパーツを圧力媒体中に組み込ん(面心立方晶構造 FCC )と低温相(体心正方晶構造 BCT )だ一式を高圧セルと呼ぶ．試料周囲がいくつもの高圧セルパの二相共存が約200°
Cの温度範囲で観察され，高圧側では全ーツで覆われているため，実験室系の X 線回折測定装置でての温度域で BCT となっている．この状態図は測定範囲がは高温高圧下の試料の構造情報を得るには長時間の測定が不限られ相境界も不明確なため，定量的に高温高圧状態図が決可欠である．大型放射光施設 SPring8 から発生される高輝

定されているとは言い難い．より詳細な実験を行い，正確な度 X 線を利用することで高温高圧下の試料の構造情報を短相転移温度を求めることが必要であると考えた．われわれは時間( 2 分以下)で得ることが可能になる(12) ．図に本研究

広い二相共存領域を示す理由を加圧によって導入された歪がで用いた高温高圧放射光その場観察システムの模式図を示

相転移を妨げているためと考え，各圧力での測定前に熱処理

す．アンビルの隙間から放射光 X 線を高圧セル中の試料にで歪を緩和させてから相転移温度を求めた(19)．その結果，照射し，試料からの回折 X 線を検出することで高温高圧下の試料の構造情報が得られる．その場観察が行えると，反応

図2

キュービックマルチアンビルプレスを用いた高温
高圧放射光その場観察の模式図(上部と手前のア
ンビルは省略してある)．

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

図3

放射光その場観察によって決定された TiH2 高温相と低温相の相境界(図中菱形および点線)．四角
は文献(20)の報告．

図 3 に示すように明瞭な相境界とその圧力依存性を決定すが進み， II 相単相となった． II 相の格子膨張後は不均化反ることに成功した．また TiH2 の格子体積の温度圧力関係

応を生じて TiH2 と TiFe2 に分解した． TiFe 合金の常圧近(状態方程式)を決定した．これは以下に紹介する合成実験に

傍の水素化では水素吸蔵に伴い水素固溶体の a 相( H / M ＜おける参照値として利用した．

0.1)，水素化物の斜方晶構造(11)の b 相(H/M～0.5)および斜方晶構造(11)あるいは単斜晶構造(22)の g 相(H/M～ 1)を形成

. TiFe 合金の高温高圧水素化反応

し，立方晶から大きく結晶格子を歪ませる．高温高圧下では常圧近傍の水素化反応とは異なる水素吸蔵プロセスで水素化°の条件で行った(21) ．

TiFe 合金の水素化は 5 GPa ， 600 C

反応が進行することが分かった．

この温度で行った理由は，試料の表面酸化物などが水素化を

図に I 相と II 相の格子体積を反応時間に対してプロッ阻害し500°
Cまでの条件では反応が十分に進行しなかったた

トした結果を示す．II 相は600°
Cに加熱した10分後に出現しめである．なおマルチアンビルプレスを用いた高温高圧実験

た．I 相と II 相の共存下において，I 相は格子体積を増加さ

では試料と空気の接触を完全に避けることができないため，せるが， II 相の格子体積はほとんど増加しなかった． II 相

試料は活性化処理を行わずに用いた．図に高温高圧水素流が単相となる 62 分後から格子体積は増加し，不均化が生じ体中に保持した TiFe 合金から得られた X 線回折プロファイ

る150分後までほぼ連続的に膨張した．

ルを示す．試料を600°Cに加熱した直後(図 4(a))は水素を吸

ここで， I 相から II 相への構造変化をより詳細に見てみ蔵していなかった．図 4(b)の 8 分保持した X 線回折プロフ

る．図(a)に図 4 で示した X 線回折プロファイルの拡大図

ァイルを見ると， 110 と 200 ブラッグピークが低エネルギーを示す． I 相のピーク強度が減少するに伴い， II 相の 110 お側へ僅かにシフトしている．これは格子の膨張に対応しておよび200のピーク強度は増加した．一方，CsCl 型構造由来のり，水素が金属格子間に侵入し，水素固溶体(I 相)を形成し111および 210ピーク強度は図 6(a)矢印で示したように徐々たことを示す．続けて水素流体中に保持すると，I 相のピーに減少し，図 6 ( a )上段の 150 分経過後ではほとんど消失しクが低エネルギー側へシフトすると共にその強度は低下した．これは II 相では 111および 210ピークが禁制反射となる

た．またそれと併せて新たなピークが I 相の低エネルギー側

BCC 構造に変化し，回折ピークが測定されなくなるためとに出現した(図 4( c ))．これは新たな相(水素化物相)を形成

説明される(23)．つまり Ti と Fe 原子が定まったサイトに配したことを示す．この水素化物を II 相とする． II 相のピー

置している規則相の CsCl 型構造から，各原子がランダムに

クは立方晶の単位格子で指数付けすることができた．このこ

配置した不規則相の BCC 構造へ規則不規則転移(図 6(b ))とから金属格子に歪が導入されず，立方晶を維持して水素をを生じたことが分かった．これは高温高圧下においても吸蔵していることが分かった．図 4(d )から見てとれるとおTiFe 合金単体では観察されない現象で，水素化物特有の構り，その後続けて水素流体中に保持すると II 相の格子膨張造相転移である．本研究によって BCC 構造の TiFe 合金水素化物が初めて見出された．この BCC 水素化物は常温常圧下に回収することはできず高温高圧下でのみ存在した．
高温高圧下で生じる水素誘起規則不規則転移には主に 2
つの要因があると考察している(21) ． 1 つは高温によるエントロピー効果の増加である．先に述べたように高圧の効果に

図4



5 GPa，600°
Cの水素流体中に保持した TiFe 合金から得られた X 線回折プロファイル．

図5

水素固溶体( I 相)および水素化物( II 相)の単位格
子体積の時間変化．

最近の研究

より水素化物の熱力学的安定性が上昇し，高温でも存在できり，それぞれがランダムに配置した BCC 構造を形成するよるようになる．常圧近傍の水素化では水素吸蔵により結晶格

うになると考えている．

子を歪ませることで系のエネルギーを下げて安定化していBCC 水素化物は水素化反応によって最大で 21 ほど体積る．一方，高温高圧下ではギブスの自由エネルギーにおけるを膨張させた．これは常圧近傍の水素化で得られる最大水素

エントロピーの効果が増え，結晶格子を歪ませるよりも各原

量の g 相(H/M～1)の18よりも大きな値であった．一般に子をランダムに配置させた方がエネルギー的に有利になると侵入型水素化物では水素吸蔵量と体積膨張は比例関係にある考えられる．2 つ目が格子膨張による拡散の促進である．高ので(6)，この結果は水素吸蔵量の増加を示唆する．最近理論

圧下では合金の水素固溶度が増え常圧近傍に比べて高水素濃計算によって TiFeH4(H/M＝2)の安定性が報告された(24)．

度の固溶体が形成される(6)．そのため水素固溶体(I 相)は常

この水素化物は常圧近傍では不安定であるため，実現するた

圧近傍と比べ CsCl 型構造を維持したまま格子を大きく膨張

めには合金組成・温度・圧力などの制御が必要と報告されてする．すると構成元素の Fe および Ti 原子が拡散し易くないる．また常圧近傍の水素化で最大水素吸蔵量を示す吸蔵合
金は TiV 系などの BCC 系合金である(25)．高温高圧下で実現された BCC 水素化物も，その水素吸蔵量が常圧近傍の水素化で得られる規則相である g 相よりも増加することが考えられる．しかし BCC 水素化物は常温常圧下に回収することができず高温高圧下でのみ存在するため，定量的に水素吸蔵量を評価することが困難であった．そこで間接的な評価ではあるが，水素吸蔵量が既知の g 相の格子体積と BCC 水素化物の格子体積を同一の温度圧力条件で比較し，その大小から
BCC 水素化物の水素吸蔵量を見積もることを試みた． BCC

水素化物の格子体積が g 相よりも大きければ水素吸蔵量が増加したと判断できると考えた．
なお圧力を上げた 10 GPa ， 600 °C の条件においても同様に，規則不規則転移を生じ BCC 水素化物が形成される結果が得られた．圧力を上げた場合でも BCC 水素化物の体積
膨張は 5 GPa と等しく21程度であった．

図6

図7(a)図 4 の拡大図．矢印で示した CsCl 型構造由来の 111 および 210 ピークが II 相形成と共に消失する過程が見て取れる．これは結晶構造が CsCl 型
構 造 か ら BCC 構 造 へ 変 化 し た こ と を 表 し て いる．(b)CsCl 型構造から BCC 構造への規則不規
則転移の模式図．放射光実験では水素位置を求めることができないため水素は示していない．

.

TiFe0.8Mn0.2 合金を用いた BCC 水素化物の水素吸蔵量評価

格子体積の比較によって水素吸蔵量を見積もるためには g
相の調製が必要となる．しかし二元系の TiFe 合金では活性化処理が煩雑で時間もかかり，g 相の調製が難しい(7)．そこ(a)高温高圧水素流体中に保持した TiFe0.8Mn0.2 合金から得られた X 線回折プロファイル．(b)図 7(a)の拡大
図．(c)g 相(H/M＝0.9)の高圧下における X 線回折プロファイル．

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

で Fe の一部を Mn で置換した三元系 TiFe0.8Mn0.2 合金に着目した．この合金は活性化処理をしなくても水素を吸蔵
し(10)， g 相が調製可能というメリットを有している(26) ．さらに水素吸蔵量は H/M＝0.9 と TiFe 合金に近い．
本実験での水素化反応温度は TiFe 合金の場合と比べて200°
C低い400°
Cに設定した(27)．図(a)に水素流体中に保持した TiFe0.8Mn0.2 合金から得られた X 線回折プロファイル
を示す．この結果から TiFe0.8Mn0.2 合金は TiFe 合金と同様に立方晶構造を維持したまま格子を膨張させていることが分
かる． 30 分保持した回折プロファイルでピークが非対称なのは固溶体から水素化物が形成したためである．形成した水素化物相は170分ほどで単相となり，その後ゆっくりと格子を膨張させた．格子膨張は530分で終了し，不均化を生じる
ことなく水素化物はそのまま安定して存在した．これによりTiFe0.8Mn0.2 合金は 400 °C でも水素化反応が進行し不均化を生じないことが分かった． TiFe 合金の高温高圧水素化反応が観察された600°
Cでは，わずか10分程度で格子膨張が終了
し，不均化を生じた．これらの結果は Mn 部分置換効果が高温高圧水素化反応でも現れたことを示している．図 7( b )は図 7(a)で示した X 線回折プロファイルの拡大図である．
合金中に存在するラーベス相や Ti 相などの不純物からのピークが見られるが(26)，TiFe 合金の場合と同様に水素化物のピークが出現して低エネルギー側にシフトすると共に CsCl型構造由来の 111 および 210 ピークが消失していく過程が観測された(図 7 ( b )矢印)．この結果より TiFe0.8Mn0.2 合金においても水素誘起規則不規則転移を生じ，BCC 水素化物が形成されることが分かった．形成された BCC 水素化物はTiFe 合金の場合と同様に常温常圧下に回収できず，高温高圧下でのみ存在した．

図8( a ) CsCl 型構造と g 相の単位格子の比較． CsCl
型構造の単位格子は平面図中の点線で示した．
(b) 400°
Cにおける BCC 水素化物および g 相の格子体積の圧力依存性．

g 相(H/M＝0.9)の高圧下における X 線回折プロファイル
を図 7(c)に示す．下段が室温における X 線回折プロファイ
ルである．高圧下における室温の構造は常温常圧下の構造とおり g 相の単位格子を形成する原子数は， CsCl 型構造の単変わらず，単斜晶構造を示した． g 相の構造は単斜晶(22) お位格子に含まれる原子数の 2 倍に等しい．図 8(b)に400°
Cによび斜方晶(11) の報告があるが本研究では単斜晶を採用しおける BCC 水素化物および g 相の格子体積の圧力依存性をた．なおいずれの構造で格子体積を算出しても以下の議論に示す． BCC 水素化物の格子体積は比較のため 2 倍した値を影響を及ぼす違いは生じないことを確認している．中段はプロットしている．格子体積の誤差は最大で 0.6 × 10－3 nm3400°
Cにおける X 線回折プロファイルを示す．加圧によってであった．この値を水素量に換算すると H / M  0.1 となっ導入された歪が加熱によって緩和されピークがわずかにシャた． 2 つの水素化物の格子体積は何れも誤差の範囲内にあープになった．58 keV 付近の－111と111のピーク強度が低り，有意な差はなかった．水素雰囲気下における g 相水素化

くなったが，各ピークの d 値にはほとんど変化は無かった．

物の格子体積は(図 8( b))，わずかに大きな値を示したが，g 相は高温高圧下で数時間保持しても構造は変わらず，BCC

その差も誤差の範囲内であり有意な差はないものと結論づけ

構造に変態しなかった．これは g 相を水素流体中に保持してた．以上より， BCC 水素化物と g 相はほぼ同一の体積を有も同様であった(図 7(c)上段)．

することが明らかとなった．

次に BCC 構造と g 相の単斜晶構造についてみていく．図

ここで水素流体中に保持することで合金中に導入される空( a )に CsCl 型構造と g 相の結晶構造を示す(22) ． CsCl 型構孔の影響について言及する．一般に水素流体中に合金を保持造の単位格子は図 8(a)上段の点線で示している．なお BCC

すると，多量の空孔が導入される(6)(28)．合金中に多量の空構造は CsCl 型構造での各原子がランダムに配置したもので孔が生成されれば，格子の収縮が観測される(6)(28) ．しかしある．常圧近傍での水素化では水素が特定の O サイトに侵本研究では水素流体中に数時間 BCC 水素化物を保持しても入するために，図 8( a )下段に示したように水素化によって格子パラメータに変化はなく，格子の収縮は観測されなかっ金属格子が立方晶から単斜晶に歪む(22)．図 8(a)に示したとた．よって，空孔の影響は無視できると考えられる．以上の



最近の研究

結果から，BCC 水素化物の水素吸蔵量は g 相(H/M＝0.9)にわれました．本研究は産総研水素エネルギーグループや東北( 7 ) J. J. Reilly and R.H. Wiswall: Inorg. Chem., 13(1974), 218222.
( 8 ) 天 野 宗 幸 ， 佐 々 木 靖 男 ， 吉 岡 孝 之  日 本 金 属 学 会 誌 ， 45
(1981), 957
964.
( 9 ) L. Schlapbach and T. Reisterer: Appl. Phys. A, 32(1983), 169
182.
( 10 ) 天野宗幸，柴田美智男，佐々木靖男日本金属学会誌， 51(1987), 871
878.
(11) L. Schlapbach, editor: Hydrogen in intermetallic Compounds I,
Springer, (1998), 6382.
(12) W. Utsumi, K. Funakoshi, Y. Katayama, M. Yamakata, T.
Okada and O. Shimomura: J. Phys.: Condens. Matter, 14(2002), 10497.
(13) H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama and K. Aoki: Appl. Phys.
Lett., 93(2008), 25504.
(14) H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama and K. Aoki: Mater.
Trans., 52(2011), 602604.
(15) H. Saitoh, S. Takagi, N. Endo, A. Machida, K. Aoki, S. Orimo
and Y. Katayama: APL Mater., 1(2014), 032113.
(16) M. Matsuo, H. Saitoh, A. Machida, R. Sato, S. Takagi, K.
Miwa, T. Watanuki, Y. Katayama, K. Aoki and S. Orimo: RSC
Advances, 3(2013), 10131016.
(17) R. Sato, H. Saitoh, N. Endo, S. Takagi, M. Matsuo, K. Aoki
and S. Orimo: Appl. Phys. Lett., 102(2013), 091901.
(18) 齋藤寛之高圧力の科学と技術，20(2010), 166174.
(19) N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama and K. Aoki: J.
Alloys Compd., 546(2113), 270274.
(20) R. S. Vennila, A. Durygin, M. Merlini, Z. Wang and S. K.
Saxena: Int. J. Hydrogen Energy, 33(2008), 66676671.
(21) N. Endo, H. Saitoh, A. Machida and Y. Katayama: Int. J.
Hydrogen Energy, 38(2008), 67266729.
(22) W. Sch äafer, G. Will and T. Schober: Mat. Res. Bull., 15(1980),
627634など．
( 23 ) 早稲田嘉夫，松原英一郎 X 線構造解析 原子の配列を決める，内田老鶴圃，(1998), 5982.
(24) A. Kinaci and M. K. Aydinol: Int. J. Hydrogen Energy, 32(2007), 24662474.
(25) E. Akiba and H. Iba: Intermetallics, 6(1998), 461470.
(26) J. R. Johnson and J. J. Reilly: Proceedings of the International
Conference on Alternative Energy Sources, Florida, (1977),
BNL23860.
(27) N. Endo, I. Matsumoto, H. Saitoh, A. Machida, Y. Nakamura
and Y. Katayama: Int. J. Hydrogen Energy，投稿中．
(28) K. Watanabe, N. Okuma, Y. Fukai, Y. Sakamoto and Y.
Hayashi: Scripta Materia, 34(1996), 551557.
(29) N. Endo, K. Ishikawa, H. Saitoh, A. Machida and Y. Katayama : 投稿準備中．

大金研折茂研究室など，金属学会水素セッションの多くの方★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

ほぼ等しいと見積もられた．この結果は二元系 TiFe 合金においても同様であろうと考えている．
本稿の最後に TiFe 合金の Fe を Co および Ni で置換した
TiFe1－xTMx(x ＝ 0.5, 1.0; TM ＝ Ni, Co )合金の高温高圧水素化反応について簡単に触れておく(29) ． TiCo および TiNi 合
金も TiFe 合金と同一の CsCl 型構造を有している． 5 GPa,
500 °C で水素化させると， TiNi 合金以外の合金で規則不規

則転移を生じ BCC 水素化物が形成された．TiNi 合金では水素化反応途中に不均化を生じるが，水素化物の安定性が増加する，より高圧下では規則不規則転移が生じると考えている．これらから CsCl 型 Ti 系合金の高温高圧下における規則不規則転移の普遍性が示唆される結果が得られている．

.

お わ

り

に

本研究により CsCl 型 TiFe 系合金が高温高圧下で水素誘
起規則不規則転移を生じ，BCC 水素化物が形成されることを見出した． GPa 級高温高圧の極限環境下で水素化することにより高水素濃度化を試みたが，残念ながら常圧近傍の水素吸蔵量と同程度と見積もられる結果が得られた．しかしながら放射光その場観察と高温高圧技術を組み合わせること
で，典型水素吸蔵合金である TiFe 合金が高温高圧下で新規水素化物を形成することを発見できた．これは良く知られた
典型水素吸蔵合金であっても本手法を用いることで，新たな水素化物を形成する可能性があることを示している．今後，高温高圧放射光その場観察技術によって新規金属水素化物が次々に合成され，本研究分野が大きく進展することを期待している．
本稿で紹介した研究は NEDO 「水素貯蔵材料先端基盤研究事業」，「燃料電池自動車用水素貯蔵材料に関する調査研究」および JSPS 科研費若手研究 B(No.24760586)のもと行

々にご協力頂いて遂行しました．深く感謝申し上げます．本
稿で紹介した放射光察実験は SPring8，BL14B1(課題番号2011A3602,

2011B3602,

2012A3602,

2012B3603,

2013A3603, 2013B3603)で実施されたものです．

文献( 1 ) 毛利信男新しい高圧力の科学，講談社，(2003), 84.
( 2 ) 日本化学会超高圧と化学，学会出版センター，(1979), 203.
( 3 ) 特集超高圧を利用した新機能材料の創製，高圧力の科学と技術，15(2005), 284323.
( 4 ) R. Kataoka, T. Kuriiwa, A. Kamegawa,H. Takamura and M.
Okada: Mater. Trans., 50(2009), 20692072など．
( 5 ) A. Kamegawa, Y. Goto, R. Kataoka, H. Takamura and M.
Okada: Renew. Energy, 33(2008), 221225など．
( 6 ) Y. Fukai: The Metal Hydrogen System, 2nd Edition, Springer,
Berlin, (2005).

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

遠藤成輝

齋藤寛之

2011年 3 月 東北大学大学院工学研究科博士課程修了
博士(工学)
2011年 4 月現職 日本原子力機構 量子ビーム応用
研究部門 博士研究員
専門分野金属水素化物の高圧合成，水素吸蔵合金◎高圧合成と放射光その場観察を組み合わせた技術を駆使して新規金属水素化物の合成に従事．最近は新規材料合成だけでなく水素エネルギーシステムのシ
ステム開発にも興味を持っている．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

町田晃彦

片山芳則



閉じたき裂の高精度計測のための
非線形超音波映像法の開発
小

原

良

和

裂(16) に適用し，有効性を実証してきた．さらに，最適映像

.

は じ

め

に

化条件の抽出や界面の非線形現象解明に有用な減衰 2 重節点(17)(18)の数値シミュレーション法の開発も進めてきた．ま東日本大震災以後，安全・安心な社会の重要性が再認識さた，閉じたき裂の更なる高選択性映像化を実現するため，異れているが，構造物の安全性保障には高精度な非破壊評価法

なる荷重における閉じたき裂の超音波フェーズドアレイ像のが必要である．き裂の計測には超音波が用いられているが，差 分 を 取 る 荷 重 差 分 法 ( load

疲労き裂や応力腐食割れ(stress corrosion crack: SCC)は，

LDPA)(19)と広域加熱・局所冷却(global preheating and local

圧縮残留応力(1)やき裂面間の酸化膜生成(2)により，閉じるこ

cooling: GPLC)(20)による引張熱応力負荷方法の開発も行っとがある．この場合，超音波が透過するため，過小評価や見てきた．

逃しを引き起こす．
この解決法として，固体内界面における超音波の非線形現象を利用した非線形超音波が注目されている．これは，大振difference

phasedarray:

本稿では，航空機や発電プラントで特に問題となっている
閉じた疲労き裂と SCC の映像化に焦点を絞り，最新の研究状況について概説する．

幅超音波(周波数 f )の引張応力でき裂閉口部を開かせ，開閉振動を誘起することで，その部位で発生する高調波( 2f, 3f,

.

閉じたき裂の映像法 SPACE…)(3) や分調(サブハーモニック)波( f / 2, f / 3, …)(4) を用いる．しかし，高調波は閉じたき裂だけではなく，探触子，液SPACE の概念図を図に示す．送信側には，絶縁耐圧が体カップラントなどでも発生する．それゆえ，き裂閉口部か高く，サイクル数が数個でも大振幅超音波を発生できるらの応答のみを抽出することは容易ではない．これに対し，

LiNbO3 探触子を試作した．受信側には深さ方向の映像化の分調波は，閉じたき裂でのみ発生するため，選択性に優れる．

ためアレイ探触子を用いた．送信探触子により大振幅超音波

我々は，閉じたき裂の透過波形計測の実験と 1 次元減衰を入射することで，き裂開口部では基本波の線形散乱が起こ

振動子モデルによる数値シミュレーションにより，分調波がり，閉口部では分調波の非線形散乱が起こる．これをアレイ

高い選択性に加えて，優れた時間分解能を持つことを見出し

探触子で受信し，ディジタルフィルタで各成分を分離後，遅た(5)(6)．この知見に基づき，閉じたき裂深さを計測できる映延則に従ってシフト加算することで，基本波( fundamental

像法(subharmonic phased array for crack evaluation:array: FA )像および分調波( subharmonic array: SA )像を得

SPACE )を開発した(7)(8)． SPACE は，分調波に限らず，きる．これより，FA 像では過小評価してしまう閉じたき裂深裂の非線形超音波計測における世界で初めてのフェーズドア

さを SA 像により正確に計測できる．

レ イ 映 像 法 で あ る ． こ れ ま で ， 閉 じ た 疲 労 き 裂(7)(13) ，SCC(2)(8)(10)(14)(15) や材料製造プロセスで発生した閉じたき東北大学助教大学院工学研究科材料システム工学専攻(〒980
8579 仙台市青葉区荒巻字青葉 6602)
Development of Nonlinear Ultrasonic Imaging Method for Accurate Measurement of Closed Cracks; Yoshikazu Ohara(Department ofMaterials Processing, Graduate School of Engineering, Tohoku University, Sendai)
Keywords: ultrasonic nondestructive evaluation, nonlinear ultrasonic imaging method, closed cracks, crack depth measurement, subharmonic,
thermal stress
2014年 1 月 6 日受理[doi:10.2320/materia.53.100]

新 進 気 鋭

図1

SPACE の概念図．

図2

疲労き裂(A7075)の映像化結果開いたき裂および閉じたき裂の( a ) , ( d ) FA 像，( b ) , ( e ) SA 像，(c), (f)表面写真．

図3

疲労き裂( SUS316L )の映像の荷重依存性応力
拡大係数 K ＝ 2.8 ， 12.6 ， 16.7 MPa ･ m1/2 における(a), (d ), (g)FA像，(b ), (e), (h )SA 像，(c) ,(f), (i)き裂模式図．

. SPACE による疲労き裂の映像化
アルミニウム合金 A7075の板に， 3 点曲げ疲労試験(異なる疲労条件で 2 種類)により，深さ 20 mm の疲労き裂を作製した．測定条件として，入射周波数 7 MHz，変位振幅 17nmpp ，サイクル数 3 を選択した．開口条件( Kmax ＝ 5.3 ，
Kmin＝0.6 MPa･m1/2)で導入された疲労き裂では，FA 像(図(a))で端部が観察され， SA 像(図 2(b))で観察されなかった．これより，開いたき裂と確認でき，開いたき裂には FA像が適することが分かった．き裂深さは(図 2 (c ))の表面観
察結果と一致した．一方，閉口条件( Kmax ＝ 4.3 ， Kmin ＝ 0.6
MPa ･ m1/2 )で導入された疲労き裂では， FA 像(図 2 ( d ))で観察できなかった端部が SA 像(図 2 ( e ))で明瞭に観察された．これより，閉じたき裂には，SA 像が有効であることが分かった．
次に，原子力発電所のシュラウドや再循環系配管に使用されているオーステナイト系ステンレス鋼 SUS316L の実機に近い厚さ( 38 mm )の板を用い， 3 点曲げ疲労試験( Kmax ＝18.6 ， Kmin ＝ 0.6 MPa ･ m1/2 )により，深さ 9 mm の閉じたき裂を作製した．

MPa ･ m1/2 (曲げ応力では 100 MPa に相当)でも， A が閉口

このき裂に，K が Kmax を越えない静的荷重を段階的に負していたことを示唆している．以上より，SPACE により，荷することで，き裂の閉口状態を変化させながら映像化し荷重変化に伴うき裂各部位の開閉状態も映像化できることもた．ここで，入射周波数 7 MHz，変位振幅 7 nmpp，サイク分かった．

ル数 3 を選択した．
静 的 荷 重 2, 9, 12 kN ( 応 力 拡 大 係 数 K ＝ 2.8, 12.6, 16.7

.

SPACE による SCC の映像化

MPa･m1/2)を負荷した場合の FA 像と SA 像を図に示す．

各荷重で様々な映像が得られたが，全ての荷重条件に置いて，原子炉実機と同様の SCC を模擬するため，鋭敏化ステン

FA 像ではき裂深さを過小評価してしまったが， SA 像でレス鋼 SUS304 溶接試験片の熱影響部に，高温高圧水環境

は，強く閉じたき裂に対しても，正確なき裂深さが得られる( 288 °C ) 中 で 残 留 応 力 に よ り SCC を 導 入 し た ． 本 実 験 でことが分かった．これは，SPACE が閉じたき裂の高精度計

は，送受信同一の PZT アレイ探触子(32素子，0.5 mm ピッ測に有効であることを示す．また，K＝16.7 MPa･m1/2 のとチ)を用いる単一アレイ SPACE(15)を用いた．ここで，入射き ， SA 像 ( h ) で は A が 観 察 さ れ た ． こ れ は ， K ＝ 14.9

周波数 7 MHz，入力電圧 150 V，サイクル数 3 を選択した．

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan




図4

SCC の映像化結果(a)FA 像，(b)SA 像．

映像化結果を図に示す．FA 像では多数の線形散乱により SCC は映像化されなかった．これは，粗大結晶粒界での線形散乱によると考えられる．一方，SA 像では少数の明瞭な輝点(点 A ， B )として SCC が映像化された．これらは，
高温高圧水での酸化膜生成により SCC が閉じていたことを示唆している．以上より，粗大結晶粒を有する閉じた SCC

図5GPLC と LDPA の 概 念 図  ( a ) GP 後 ・ LC 前 のPA 像，( b ) LC 後の PA 像，( c )差分像[＝( b )－(a)].

の深さ計測にも SPACE が有効であることが実証された．

.

GPLC と LDPA による閉じたき裂の高選択性映
像化

SPACE は閉じたき裂深さの計測に有効であるが，高い時間分解能を得るために短いバースト波を使用したため，スペクトルの広がりにより，底面などの強い線形散乱源が SA 像に現れることがあった．そこで，閉じたき裂の更なる高選択性映像化のための GPLC と LDPA の概念図を図に示す．
まず，広域加熱( global preheating: GP )後・局所冷却( local
cooling: LC)前の線形フェーズドアレイ( PA )像(図 5( a))では，き裂開口部と底面，溶接欠陥が映像化されるが，閉じた
き裂は映像化されない．そこで，冷却スプレーを試験片上面に噴射し急速に冷却すると，上面近傍が熱収縮する．これにより， 3 点曲げと同様の原理でき裂に引張熱応力が作用する．ここで，作用する引張熱応力は，試験片上面とき裂部の温度勾配に依存するため，GP 温度を変えることで，その大きさを制御できる．これにより，閉じたき裂端部は開口し，PA 像(図 5 ( b ))で映像化される．一方，その他の線形散乱源の応答は変化しない．それゆえ，LDPA により，LC 前後

図6

GPLC の実験条件．

の PA 像の差分像(図 5 ( c ))を取ることで，き裂以外の応答を除去し，閉じたき裂の応答変化のみを映像化できる．
本 実 験 で は ， ア ル ミ ニ ウ ム 合 金 A7075 の CT ( compact

定された範囲を 10 s 間， 2 つの冷却スプレー( HFC 125a ，tension ) 試 験 片 の 閉 じ た 疲 労 き 裂 ( Kmax ＝ 9.0, Kmin ＝ 0.6－55°
Cまで冷却可能)により左右から急速に局所冷却した．

MPa･m1/2)を用いた(図)．まず，真のき裂深さを調べるた

その過程を， PZT アレイ探触子( 5 MHz, 32 素子)と時間分

め，油圧制御試験機でき裂に機械的に引張応力を負荷し，解能の高いパルス(100 V)波を用いた PA で映像化した．

PA で映像化した．その結果，11.3 mm であることが分かった．

GPLC で得られた PA 像の変化を図に示す．GP 後・LC前の PA 像(図 7 ( a ))では，き裂は映像化されなかった．こ

熱応力を用いた実験では，GP 温度50°
Cを選択し，試験片

れは，無負荷ではき裂が閉じていたことを示唆している．一

底面からホットプレートで加熱した後，アクリル製の蓋で限方，LC 開始後の PA 像(図 7(b)(d))では，き裂は明瞭に映新 進 気 鋭

漏洩箇所特定等に対する超音波計測技術への期待も高い．これらに対し，これまで蓄積してきた学術・技術基盤を総結集し，対象部位に最適な計測法へと発展させることで，廃炉の工期短縮にも貢献したいと考えている．
最後に，本稿で紹介した一連の研究を遂行するにあたり，
終始懇切丁寧な御指導，御鞭撻を賜った東北大学大学院工学研究科 山中一司教授に深甚の謝意を表する．また，本誌において，著者の研究を紹介する機会を与えて頂いた関係各位に感謝申し上げる．

文

図7

GPLC によ り 得 られ た PA 像 と LDPA に よ り 得られた差分像．(a )GP 後・ LC 前の PA 像，(b )
(e)LC 開始後 2 s, 4 s, 10 s, and 15 s の PA 像．
(f)差分像．

像化された．また，最大き裂深さは， LC 開始後 t ＝ 4 s のPA 像(図 7 ( c ))で 11.3 mm だった．これは，実際のき裂深さと一致することから， GPLC により端部まで開口したと考えられる．これより， GPLC が強く閉じたき裂の開口法として有効であることが実証された．
次に，き裂応答のみを抽出するため，GP 後・LC 前の PA像(図 7 ( a ))と GPLC 適用後の PA 像(図 7 ( c ))に LDPA を適用した．その結果，差分像(図 7 ( f ))で，き裂の開閉に関係しない線形散乱源(ノッチ左端)の除去と，き裂端部と根元の応答変化の抽出に成功した．さらに，き裂端部と線形散乱源(ノッチ左端)の強度比(Ic/Il)として選択性を調べた．その結果， LDPA により 45.6 dB 向上した．これより， GPLCと LDPA の融合により，強く閉じたき裂の高選択性映像化が実現できることが実証された．

.

お わ

り

に

本報では，金属材料を対象として，SPACE による閉じたき裂の高精度深さ計測と， GPLC と LDPA による閉じたき( 1 ) W. Elber: Eng. Fract. Mech., 2(1970), 37
45.
( 2 ) S. Horinouchi, M. Ikeuchi, Y. Shintaku, Y. Ohara and K.
Yamanaka: Jpn. J. Appl. Phys., 51(2012), 07GB15.
( 3 ) O. Buck, W. L. Morris and J. M. Richardson: Appl. Phys. Lett.,
33(1978), 371373.
( 4 ) I. Solodov and C. A. Vu: Acoust. Phys., 39(1993), 476
479.
( 5 ) K. Yamanaka, T. Mihara and T. Tsuji: Jpn. J. Appl. Phys., 43(2004), 30823087.
( 6 ) Y. Ohara, T. Mihara and K. Yamanaka: Ultrasonics, 43(2006),
194199.
( 7 ) Y. Ohara, T. Mihara, R. Sasaki, T. Ogata, S. Yamamoto, Y.
Kishimoto and K. Yamanaka: Appl. Phys. Lett., 90(2007),
011902.
( 8 ) Y. Ohara, S. Yamamoto, T. Mihara and K. Yamanaka: Jpn. J.
Appl. Phys., 47(2008), 39083915.
( 9 ) 山本 摂，小原良和，三原 毅，山中一司非破壊検査， 57(2008), 198203.
( 10 ) 小原良和，山中一司電子情報通信学会和文論文誌( A )，J91A(12)(2008), 11161124.
( 11 ) 小原良和，橋本真琴，堀之内聡，新宅洋平，山中一司電子
情報通信学会和文論文誌(A)，J94
A(11)(2011), 800808.
(12) Y. Ohara, Y. Shintaku, S. Horinouchi, M. Ikeuchi and K.
Yamanaka: Jpn. J. Appl. Phys., 51(2012), 07GB18.
(13) M. Ikeuchi, K. Jinno, Y. Ohara and K. Yamanaka: Jpn. J. Appl.
Phys., 52(2013), 07HC08.
(14) Y. Ohara, H. Endo, T. Mihara and K. Yamanaka: Jpn. J. Appl.
Phys., 48(2009), 07GD01.
( 15 ) 小原良和，堀之内聡，新宅洋平，柴崎 亮，山口雄一，田上稔，山中一司非破壊検査，60(2011), 658
664.
(16) 小原良和，山中一司検査技術，13(2008), 8
14.
(17) K. Yamanaka, Y. Ohara, M. Oguma and Y. Shintaku: Appl.
Phys. Express, 4(2011), 113121.
( 18 ) 山中一司，小原良和，小熊みゆき，新宅洋平非破壊検査，
61(2011), 076601.
(19) Y. Ohara, S. Horinouchi, M. Hashimoto, Y. Shintaku and K.
Yamanaka: Ultrasonics, 51(2011), 661666.
(20) Y. Ohara, K. Takahashi, S. Murai and K. Yamanaka: Appl.
Phys. Lett., 103(2013), 031917.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

裂の高選択性映像化について述べた．
一方，高度経済成長期に建造されたインフラ設備の老朽化問題が昨今顕在化しており，政府も「インフラ長寿命化基本計画」において非破壊検査を重要推進項目に上げている．今後，金属だけではなく，緊急性の高いコンクリート構造物の検査法の開発も進めていく必要がある．
また，現在進行中の福島第一原発の廃炉には今後 30 ～ 40
年かかると言われている．ここで，燃料デブリの形状・性状

献

小原良和

2007年 3 月 東北大学大学院工学研究科博士後期課程修了
2007年 4 月 東北大学未来科学技術共同研究センター
教育研究支援者
2007年 6 月 東北大学未来科学技術共同研究センター
産学官連携研究員
2008年 2 月 東北大学金属材料研究所 COE フェロー
2008年 5 月現職
専門分野超音波非破壊評価，非線形超音波◎主に閉じたき裂の非線形超音波計測の研究に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

の計測，ペデスタルの強度評価，サプレッションチェンバのま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan溶接部性能に優れるラインパイプ用電縫鋼管
マイティーシームの開発
岡 部 能 知豊 田 俊 介
松井
1)
1)
伊木
聡
籔本
哲
3)
4)

穣
2)

れらを組み合わせた溶接部の信頼性の高い電縫鋼管「マイテ

.

は じ

め

に

ィーシーム」を開発することに成功した(3)(4)．実管を用いた評価試験により，開発鋼管はこれまで電縫鋼管が本格的に

石油や天然ガスに代表されるエネルギー資源の採掘・運用いられていなかった，厳しい環境の極寒冷地や海底ライン

搬・利用の分野で鋼管製品が広く用いられている．このうちパイプなどへの適用が可能であることを確認した．以下，開電縫鋼管は熱延コイルを高周波電流による発熱により溶接し発した鋼管の特長を QC(Quality Control)技術，QA(Quality

た鋼管で，優れた機械的特性，良好な寸法精度，高効率な製

Assurance )技術， PE ( Performance Evaluation )技術の観点

造プロセスなどの特長から，外径 660 mm ，肉厚 25.4 mm

から紹介する．

までのラインパイプ，油井管に広く用いられている．近年，世界的なエネルギー需要の増大に伴い，油井やガス井の環境が苛酷化し，電縫鋼管に対しても，極寒冷地向けなどのこれまで以上に厳しい環境での信頼性が求められるようになって.

開発のコンセプト

マイティーシームの QC 技術

きている．しかしながら，これらの苛酷な環境下では，電縫電縫鋼管は，鋼板を連続的に円弧状にロール成形したの溶接時に生じる微量の酸化物により溶接部の靭性が低下する

ち，帯端部に高周波電流を通電することにより，帯端部を加などが課題であった．

熱・溶融させて端面同士を加圧・溶接して製造される．極寒

これまでに，1970年代以降主流となった高周波溶接技術，

冷地用途で必要とされる低温靭性を得るには，電縫溶接時に1980 年代以降開発・適用された入熱制御・監視技術(1) ，シ生成する酸化物を排出させ，電縫部に残さないことが重要でーム部のオンライン熱処理技術(2)等により電縫鋼管の性能はある．開発ではまず，電縫溶接部の酸化物の生成機構を明ら飛躍的に向上した．また，電縫鋼管溶接部の酸化を抑制する

かにすることを目的に，溶接現象の直接観察による可視化を技術として， BOX 型のシールド技術，不活性ガスをブロー試みた．図に高速度カメラにより電縫溶接部を撮像した結する方向が開発されている．しかしながらこれらの技術では果を示す(5)．このように，電縫溶接部の加熱挙動と溶鋼の生電縫溶接部において設計温度－ 45 °C というような極低温靭成およびスパッタの発生現象について可視化し，その過程を性を確保するのは困難であった．

詳細に観察した．次いでその観察結果を基に，電縫溶接の挙

こうした課題を解決するために，まず溶接時に発生する酸動を有限要素法による数値解析でモデル化した．図に電縫化物の形態や分布を制御する溶接技術を開発した．さらに溶溶接部の数値解析結果例として電縫溶接部の温度分布図を示

接部全長にわたり安定した品質を保証すべく，酸化物を連続的にリアルタイムで探傷する技術を開発した．この結果，こJFE スチール株式会社 スチール研究所
1)鋼管・鋳物研究部主任研究員 2)計測制御研究部主任研
究員 3)接合・強度研究部主任研究員
4)東日本製鉄所 京浜商品技術部主任部員
Development of Advanced High Frequency Electric Resistance
Welded (HFW) Linepipe MightySeamwith a High Quality
Weld Seam Suitable for Extralowtemperature Services;
Takatoshi Okabe, Shunsuke Toyoda, Yutaka Matsui, Satoshi
Igi, and Satoru Yabumoto (JFE Steel Corpotation)
2013年10月31日受理[doi:10.2320/materia.53.104]



図1

電縫溶接部の高速度カメラ映像(5)．

新技術・新製品

マイティーシームの耐サワー特性(10)．

表1

1
耐 HIC 特性2
耐 SSC 特性

試 験
結 果

母材部

電縫部

電縫部

ノークラックノークラックノークラック406.4 mmq, 15.9 mmt
1NACE TM0284，溶液A(100硫化水素)
2四点曲げ，NACE TM0177

96，溶液A(100硫化水素)，
応力90実 YS

図2

電縫溶接部の温度分布計算例(6)．

図5

点集束ビームタンデム探傷法(11)．

た(8)(9) ． シ ャ ル ピ ー 破 面 遷 移 温 度 が 従 来 電 縫 鋼 管 で は－ 37°
C であったのに対し，マイティーシーム技術を適用し
図3

電縫溶接部端面の加熱・溶融状況(7)．

た鋼管では－ 90 °C と極低温まで高い吸収エネルギーを示している．こうした電縫部の酸化物の低減は，耐サワー特性の向上にも寄与し(表)，マイティーシームはサワー環境用
途のラインパイプにも適用されている(10)．


マイティーシームの QA 技術

さらに，電縫溶接部の機械的特性に影響を及ぼす微小酸化物量を非破壊・オンラインで全長計測する技術を新たに開発した．図に，開発した溶接部の超音波探傷技術の原理を示す(11) ．フェーズドアレイ超音波探傷技術を発展させた点集
束ビームタンデム探傷法技術により，従来比 10 倍以上の高感度で酸化物等を検出することができる．この結果，従来は検出限界以下であった微小酸化物からの微弱なエコーを感度
図4

電縫溶接部の低温靭性(8)．

良く検出し，酸化物の分布状況を全長に渡り検査することが可能となった．このように，低温靭性と対応関係のある電縫す(6)．管の内部の加熱・溶融・溶接挙動を詳細に調査した結溶接部の酸化物量を，全長詳細に監視しているという安心

果，従来の電縫鋼管は肉厚の中心部の温度が最も低くなるとは，顧客から高く評価されている．

の知見を得た．このように電磁界解析と伝熱解析と構造解析を組み合わせることにより，電縫溶接部の加熱溶融溶接挙動を明らかにした．
これらの知見をもとに，電縫溶接条件を最適化し，電縫溶.

開発鋼管の諸特性

マイティーシームの PE 技術とその特性接時に発生する酸化物の形態や分布状態を制御した．即ち，

ラインパイプは敷設から実供用まで，長期間にわたり安全

溶接部を板厚方向に均一な温度で加熱して溶融するという最にその機能を発揮することが求められる．このため実管フル

適技術を世界で初めて開発した．図に，溶接中の加熱状態

サイズでの変形・破壊挙動の特性データが大変重要であり，を調査した結果を示す(7)．従来の電縫鋼管は，端面の外面側

こうしたデータが使用環境・操業条件に応じた最適な製品のと内面側が顕著に加熱しており，板厚方向に不均一に加熱さ採用と健全性確保を支えている．開発鋼管が低温環境でも脆れている．一方，マイティーシームでは，板厚方向に均一性破壊を起こさないことを確認するために，電縫溶接部に人に加熱・溶融されていた．この結果，溶接部に生じる酸化物

工切欠きを付与した実管を用いて低温バースト試験を行っが容易に排出されるようになり，電縫溶接部の酸化物が低減た．図に結果を示す(9) ．図中の 2 本の線は従来より用いされ，図に示すように電縫部の低温靭性が大きく向上しられている UOE 鋼管をベースとした破壊限界内圧の Bat-

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan




表2

マイティーシームの適用例(8)．

用途

グレード

外径×肉厚(mm)

極低温パイプライン
(－45°
C)

X60

406.4×14.3
406.4×7.1

極低温用構造管
(－46°
C)

X65

219.1×12.7

オフショアパイプライン(リール工法)DNV415PD
DNV360PD

273.1×15.9
219.1×12.7

オフショアパイプライン
(サワー)

X65

406.4×15.9
323.9×15.9

オフショアパイプライン
(サワー)

X65

273.1×12.7

オフショアパイプライン

X60

323.9×12.7

開発した．表にマイティーシームの適用例を示す(8)．極低温パイプライン，海底パイプライン，耐サワーパイプライ
ンなど様々な厳しい環境で適用されている．本報で述べた
QC ・ QA ・ PE 技術を軸として，今後，マイティーシーム

図6

実管低温バースト試験結果(9)．

のさらなる適用の拡大が期待される．

.

特

許

国内特許3680788, 4544240, 4613777, 4682779, 4682780,
4687268, 4720479, 4720480, 4816015, 4910770, 5076984,
5292830 な ど 65 件 ． 海 外 特 許 ， 米 国 7779694,

8296932,

8328957，欧州1931501，韓国1004237, 1169237他．

文図7

リール工法による海底ラインパイプの敷設(13)．

telle 予測式(12) を示す．マイティーシームの破壊圧力は予測式に比べ十分に高く，また切欠き底から延性き裂が発生・貫通する Leak before break モードを示すことから， UOE
鋼管と同様，低温での使用においても大規模な破壊を起こさないことを確認した．


リール工法海底ラインパイプへの採用

北海およびノルウェー海で展開するプロジェクト向けのリール工法海底ラインパイプとして，マイティーシームがSTATOIL 社より採用された．図に示すように，リール工法とは鋼管を陸上で事前に溶接し，特殊な敷設船に巻き付け
海底ラインパイプを敷設方法である(13)．なお，リール工法への適用に際しては，敷設時に加わる歪履歴を考慮した安全性評価データが重要となる．

.

今後の展開

寒冷地やリール工法など厳格用途への適用可能な，溶接部

献( 1 ) 居城三郎，榎本洋一，高木郁夫，小峰 勇，三原 豊，鈴木孝司日本鋼管技報，No. 113(1986), 1927.
( 2 ) 下村隆良，高村登志博，居城三郎，菅昌徹朗，長浜 裕，矢沢恒治日本鋼管技報，No. 116(1987), 2532.
( 3 ) 荒川武和，横山泰康，飯塚幸理，井上智弘配管技術， 53(2011), 7982.
( 4 ) 井上智弘，鈴木雅仁，岡部能知，松井 穣 JFE 技報， 29(2012), 1721.
( 5 ) T. Okabe, K. Yasuda, T. Kodama, S. Goto, M. Aratani, S.
Toyoda, Y. Kato, K. Iwazaki and K. Nakata: Proc. of 66th IIW.,(2013), Doc. XII213013.
( 6 ) T. Okabe, M. Aratani, Y. Yokoyama, S. Toyoda, H. Kimura,
M. Egi and A. Kawanishi: Steel Res. Int., 10th ICTP2011,(2011), 662
666.
( 7 ) 横山泰康，岡部能知，豊田俊介，木村秀途，鈴木雅仁，江木基明CAMPISIJ, 23(2010), 1084.
( 8 ) 正村克身，籔本 哲，井上智弘，豊田俊介，松井 穣配管
技術研究協会誌，秋季号(2012), 1419.
( 9 ) S. Toyoda, S. Goto, T. Okabe, H. Kimura, S. Igi, Y. Matsui, S.
Yabumoto, A. Sato, M. Suzuki and T. Inoue: Proc. of IPC(2012), IPC201290448.
(10) S. Toyoda, S. Goto, T. Okabe, H. Kimura, S. Sato, S. Kumazawa, S. Yabumoto, A. Sato and T. Inoue: Proc. of OMAE
(2013), OMAE201310412.
(11) Y. Matsui, Y. Iizuka, M. Suzuki, E. Urahata, T. Inoue, S.
Kumazawa and M. Oka: Proc. of IPC (2012), IPC201290213.
(12) J. F. Kiefner, W. A. Maxey, R. J. Eiber and A. R. Duffy:
ASTM STP, (1973) 536, 461481.
(13) JFE スチールニュースリリース，(2011), 0927.

性能に優れたラインパイプ用電縫鋼管マイティーシームを

新技術・新製品

脱りん脱炭連続処理プロセスの開発
小 川 雄 司矢 野 正 孝荒 井 雅 之1)
2)
3)
升 光 法 行熊 倉 政 宣
4)
5)
題も抱えていた．

. 概要

上述のような，スクラップ消費量拡大と高速処理による生産性の向上およびスラグ量低減や脱 CaF2 化による環境負荷

従来の溶銑予備処理法においては，多段分割精錬により，低減を背景に本技術は開発された．

熱ロスや処理および滞留時間の増加という課題を抱えていた．新日鐵住金では，転炉に脱珪脱りんの予備処理機能を

.

MURC 法の概要

集約し，同一転炉で連続して脱珪・脱りん，排滓，脱炭を行う MURC ( Multi Refining Converter )法を開発し(1)(3) ，予

MURC 法の概要を図に示す．本技術では，一つの転炉

備処理効果を保持しつつ，スクラップ利用量の大幅な改善おで連続して脱珪・脱りん処理と脱炭処理が行われる．転炉のよび処理時間，滞留時間の大幅な短縮を可能とした．更に，持つ強攪拌と高速送酸機能を利用して高酸素分圧下，低塩基

強撹拌下での低塩基度脱りんと同一炉での向流精錬の実現に度スラグでの高速溶銑脱りんを行うが，このときスラグをフよる高効率な脱りんにより，精錬剤の原単位やスラグ発生量

ォーミング状態とし，溶銑脱りん後に転炉を傾動して脱りんも大幅に低減された．

スラグを排出する(中間排滓)．中間排滓によりスラグのボリ
ュームを減らした後に少量の石灰を新たに追加してスラグの.

開 発 の 背 景

塩基度を高め，脱炭処理および鋼材要求レベルまでの追脱りんを行う．脱炭処理後のスラグは全量または一部を炉内に残

溶銑予備処理を基軸とした多段分割精錬法は高純度鋼ニー

したまま出鋼し，高温状態のまま次回の脱りん処理へ使用しズの拡大とともに発展してきた．しかしながら，予備処理容て向流精錬を行うため，必要最低量の生石灰原単位での脱り器として混銑車や鍋を使用する場合，低温での脱りん精錬のん精錬が実現でき，排出スラグ量も大幅に低減可能である．

必要性から転炉の熱的ゆう度が不足し，スクラップ使用量に一つの転炉での処理であり，スラグのホットリサイクルに制約を受けるという本質的問題があった．転炉を予備処理容よる顕熱利用も可能なことから，溶銑配合率は予備処理のな器に使用するプロセスもあるが，脱りん精錬後に一度溶銑をい転炉一段精錬と同等に低減できる．また，脱珪・脱りん・鍋に排出してから脱炭炉に再装入する際に熱ロスが生じるこ

脱炭のトータルの処理時間も大幅に短縮される．脱りん後はと，脱りん精錬中には重量屑が溶解しきれず，やはりスクラ

溶銑を排出することなくスラグのみを炉傾動により排出するップ使用に制約を受けることという課題があった．
また，従来の混銑車や鍋を使用した予備処理法では，本来輸送用の容器を精錬処理に利用しているためフリーボードがため，脱りん炉脱炭炉の転炉 2 基方式と比べて熱ロスを極少化できるとともに重量屑を含むスクラップが使用可能となり，転炉 1 基当たりの生産性も向上できる．

小さく，高速送酸や強撹拌による処理時間短縮が困難であるとともに，酸素ポテンシャルを上げにくいためにスラグを高塩基度化する必要があり，製鋼スラグ発生量の低減にも難点があった．また，従来はスラグの溶解促進剤として CaF2 を用いていたが， CaF2 は耐火物の溶損を助長し，また環境負.

試験転炉による基礎検討




実験条件

主な実験条件を表に示す．上底吹き可能な試験転炉へス

荷の観点から脱りんスラグの用途を限定してしまうという課新日鐵住金株式会社
技術開発本部1)上席主幹研究員 2)元部長
室蘭製鐵所3)製鋼部長 4)元所長
5)本社 製鋼技術部 製鋼技術室長
Development of the Continuous Dephosphorization Process using BOF; Yuji Ogawa, Masataka Yano, Masayuki Arai, Noriyuki
Masumitsu, Masanori Kumakura(Nippon Steel & Sumitomo
Metal Corp.）
2013年11月 8 日受理[doi:10.2320/materia.53.107]

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

図1

MURC(Multirefining Converter)法の概要．



クラップと溶銑 5 ～ 7 t を装入した．ランスからの酸素上吹

た平衡りん分配比を式( 1 )を用いて精度良く推定できるこきを開始し，脱りんフラックスとして生石灰を投入して N2とが確認できており(1)，本実験のような低塩基度スラグで強底吹き下で脱珪，脱りん処理を実施した．最初に装入するス

攪拌条件下での脱りん処理は見かけ上の平衡近くまで到達しクラップ量に応じて，鉄鉱石の添加量を調整して脱りん処理ていると推定された．また，温度 1350 °C ，[ C ] 3.5 と仮定

後の温度を制御した．その後，炉を傾動して炉口よりスラグ

し，式( 1 )を用いて計算した( T.Fe )とりん分配比の関係を排出し，炉直立後に再び酸素の上底吹きにより脱炭精錬をを図に示す．図には本実験で得られた実績値を計算と同じ行い出鋼した．脱炭スラグのホットリサイクルを行う場合

仮定に補正した値を併せて示すが，計算値と実績の補正値はは，スラグを炉内に全量残したまま，次チャージの溶銑を装概ね一致しており， CaO/ SiO2( C/S)が 1～ 1.5の低塩基度ス

入した．

ラグでも十分な脱りんが可能であることが確認された．







代表的メタル成分・温度推移

脱炭スラグのホットリサイクル効果

8 分程度の吹錬で[P]0.02 massまで脱りんが進行してお脱炭処理後のスラグを炉内に残し，次チャージの脱りん処

り，脱炭処理時間と合わせて吹錬時間 20 分以内での処理が理に有効に利用することも本法の大きな特徴である．図に可能であることがわかる(図)．

は脱珪脱りん処理時に添加した生石灰原単位と脱りん処理後

の[P]濃度の関係を示す．スラグリサイクルを実施すること

脱りん挙動

により，5～10 kg/t の大幅な生石灰原単位削減が認められた．

脱珪，脱りん処理後および脱炭処理後の吹止め成分と温度を用いて，重回帰処理により Healy(4)型のりん分配推定式を

.

室蘭製鐵所への適用結果

式( 1 )のように導出した．
log(P)/[P]＝2.5 log(T.Fe)＋0.0715{(CaO)

室蘭製鐵所の 300 t 規模実機転炉に本法を適用した．

＋0.25(MgO)}＋7710.2/T－8.55＋(105.1/T＋0.0723)[C]

(1)




脱珪脱りん処理後の中間排滓率

ここで，( X )スラグ中 X 成分濃度( mass )，[ Y ]炉傾動による溶銑脱りん後スラグの排出率が低下すると，メタル中 Y 成分濃度(mass )，T.Fe全鉄分， T処理後脱炭処理への P の持ち込み量が増加し，トータルの生石灰

温度(K)である．

原単位が増加する．中間排滓率に及ぼすスラグ組成の影響を試験転炉での脱りん処理後の溶銑段階から脱炭処理後の溶図に示すが，(MgO)や(T.Fe)の高位化，C/S の低位鋼までの実績のりん分配比および従来の基礎実験で測定され
表1

試験転炉での主な実験条件．
脱珪脱りん処理

脱炭処理

1000(400, 1500)

10001680

O2

0

20200N2200, 35070170

LPG

0

1070

0180

0

生石灰

020.5

030

鉄鉱石

072

0

上吹き酸素流量(Nm3/h)

底吹きガス(Nm3/h)スクラップ量(kg/t)
副原料添加量(kg/t)

図2



代表的なメタル成分，温度の時間推移．

図3

溶銑脱りん後のりん分配比に及ぼすスラグ組成の影響．

図4

生石灰原単位に及ぼすスラグリサイクル効果．

新技術・新製品

図5

中間排滓率に及ぼす脱りん後スラグ組成の影響．

図6

総生石灰原単位に及ぼすスラグリサイクルの効果．

図7

脱りんの見かけ平衡到達度に及ぼすスラグホット
リサイクルの効果．

図8

生石灰原単位の比較(大分製鐵所)．

ことなくスラグ量も低減可能な高効率での操業技術も確立で化により，70以上の排滓率を確保できることが確認できた．


脱炭スラグのホットリサイクル効果

きている．



高生産性への対応

脱珪脱りん処理，脱炭処理を合わせた総生石灰原単位と脱大分製鐵所においては，酸素上底吹き転炉の強撹拌を活用

炭処理後の[P]濃度の関係を図に示す．脱炭スラグを炉内した溶銑脱りん時の高速送酸，排滓鍋の大型化による迅速中に残してリサイクルすることで，大幅な生石灰原単位の削減

間排滓，低ダスト高速脱炭吹錬等により，約36分の工程時間が確認できた．

を達成している．約 80 までの溶銑比率低減効果と合わせ室蘭製鐵所では，従来の混銑車処理方式から大幅に脱りんて，本法をほぼ全量適用した高生産プロセスを実現している．

処理能力を向上し，現在，全鋼種の 90 以上に本法を適用
している．

.

大分製鐵所への適用結果

.

ま

と

め

本法は，現在，室蘭，大分，八幡，君津の各製鉄所と名古株 に導入され，年間 2300 万トン以上
屋製鉄所内東海特殊鋼

次に，大分製鐵所の 400 t 規模実機転炉に本法を適用した．


副原料(生石灰)削減効果の粗鋼生産に適用されている．

.

特

許

式( 1 )を用いてスラグ組成から計算した溶銑脱りん処理
時のりん分配比( LP )に対する実績値の到達率に関する脱炭
スラグのホットリサイクル実施有無での比較を図に示す．
ホットリサイクルの実施により，短時間での少ない酸素原単位で見かけ平衡近くまで脱りん可能であることが確認された．
また，本法の適用による生石灰原単位削減効果を図に示す．低塩基度スラグでの溶銑脱りんと脱炭スラグ中生石灰のの究極までの有効活用により，予備処理をしない転炉一段精錬と比較して約 40 の生石灰原単位削減効果を実証できた．これに相当するスラグ発生量低減効果も得られている．
また，高炉溶銑[Si]が高すぎる場合でも，0.3～0.6の範囲内に事前脱珪を行うことで，生産性や中間排滓率を落とす

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

本開発に関連して出願した主な特許は以下である．
特 許 第 2582692 号 ， 特 許 第 2958842 号 ， 特 許 第 3239197
号，他登録特許全 8 件．

文

献( 1 ) 小 川 雄 司 ， 矢 野 正 孝 ， 北 村 信 也 ， 平 田 浩  鉄 と 鋼 ， 87(2001), 21
28.
( 2 ) H. Nomata et al.: Proceedings of the 4th European Oxygen
86.
Steelmaking Conference, Verlag Gl äuckauf, (2003), 79
( 3 ) T. Washizu, M. Kumakura, K. Kume and Y. Hirokawa: Proc.
China
Japan Symp. on Iron and Steelmaking,First Australia
Liaoning Science and Technology Publication, (2006), 188
193.
( 4 ) G. W. Healy: J. Iron Steel Int., 208(1970), 664
668.




飽和磁束密度が高く高周波鉄損の低い
Si 傾斜磁性材料 JNSF の開発
平谷多津彦
尾 田 善 彦浪川
1)
1)
笠 井 勝 司
二 宮 弘 憲
3)
4)

. 緒

操
2)

言

半導体のスイッチングにより電力制御を行うパワーエレク
トロニクス分野において，電源の小型化・高効率化を図るための高周波化が進み，現在，太陽光発電のパワーコンディシ
ョナやハイブリッド車のような数 k～数十 kW 級の中容量電源においては 10 k ～ 20 kHz で，メガソーラ等の数百 kW ～数 MW 級の大容量電源においても数 kH で駆動されるようになった．最近，より高電圧かつ高周波で駆動可能な SiC
パワー半導体の量産技術も確立しつつあり，スイッチング周
波数の高周波化は一層進むものと予想される．このようなパ
ワーエレクトロニクス技術の発展にともない，リアクトル等の電源部品にもさらなる高性能化が求められている．

図1

高周波用コア材の磁気特性比較．

6.5 Si 鋼板は，最も軟磁気特性に優れた電磁鋼板として古くから知られている．しかしながら硬く脆いため，一般的な圧延プロセスによる製造は困難であった．これに対し，薄損の低いものが理想的なコア材といえるが，その両立は難し

鋼板の仕上圧延後に CVD(Chemical Vapor Deposition)法にい．著者らは g 域浸珪という新しい技術を試み，3Si 鋼板

より Si を付与する連続浸珪プロセスが開発され，6.5Si 鋼

並みの高い飽和磁束密度と 6.5 Si 鋼板並みの低い高周波鉄板の工業生産が可能となった(1) ． 6.5  Si 鋼の固有抵抗は損を両立した Si 傾斜磁性材料 JNSF を開発することに成功

3Si 鋼板の 2 倍近くあり，渦電流が流れ難く発熱し難いこした．

とから，高周波用途のコア材としても優れている．その反面，一般的な電磁鋼板に比べて飽和磁束密度が低いという課

.

開発のコンセプト

題を有している．コア材の飽和磁束密度低下は，電源小型化・高効率化にとって好ましくない．図に高周波用コア材

電磁鋼板の鉄損は，周波数に比例するヒステリシス損と周の特性バランスを示す．飽和磁束密度が高く，かつ高周波鉄

波数の約 2 乗に比例する渦電流損とから構成される．周波数が高くなるほど渦電流損の占める割合が増すため，高周波JFE スチール スチール研究所
1)電磁鋼板研究部主任研究員
2)数値解析研究部主任研究員
3)東日本製鉄所 商品技術部主任部員
4)本社鋼材営業部門 電磁鋼板営業部主任部員
Development of Si Gradient Steel Sheet with High Saturation
Magnetic Flux Density and Low Iron Loss at High Frequency:
Tatsuhiko Hiratani, Yoshihiko Oda, Misao Namikawa, Shouji
Kasai, Hironori Ninomiya(JFE Steel Corporation)
2013年11月 8 日受理[doi:10.2320/materia.53.110]



用途のコア材としては渦電流損の低い材料が求められている．
鋼板の渦電流損を低減するには，固有抵抗増加と薄板化が有効である．実際，電磁鋼板には Si, Al 等の固有抵抗増加
元素が添加されているが，添加量増加とともに材料の飽和磁束密度は低下してしまう．板厚に関しては，現在 0.1 mm 以下まで薄く圧延した極薄電磁鋼板が高周波用途に用いられている．しかしながら板厚を薄くするほど鋼板製造コストおよびコア加工コストが上昇してしまう．このように，電磁鋼板

新技術・新製品

の渦電流損低減手法として固有抵抗増加と薄板化は限界に近鉄損が極小となるように Si 濃度分布を調整すれば，高飽和

づきつつあり，新たな渦電流損低減手法の確立が望まれる．

磁束密度と高周波低鉄損を，より高いレベルで両立できると著者らは，上述の連続浸珪プロセスを利用して，板厚方向考えられる．

に Si 濃度分布を有する Si 傾斜磁性材料を作製し，この材料

しかしながら従来の Si 傾斜磁性材料は， Si 均一化が必要の残留磁束密度が極めて低いこと(2)，高周波数では同板厚のな6.5Si 鋼板と同様に，鋼中で Si が拡散均一化しやすい a6.5 Si 鋼板より低鉄損となること(3)などの興味深い性質を相で浸珪処理を行っていた．このため Si 濃度分布を調整す

既に見出している．図に，板厚方向の平均 Si 量を一定とる過程で板厚中心部の Si 濃度も上昇してしまい，前述の理

し，鋼板表層と板厚中心部の Si 濃度差 DSi を変えた場合の想的な形態が実現されているとは言えなかった．

鉄損変化を示す． Si 傾斜磁性材料では， DSi を増すほど渦

そこで，板厚中心部の Si 濃度を低いまま留めておく手段

電流損は減少し，ヒステリシス損は逆に増加する傾向があとして，高温で g 相が生ずるような Si 濃度の低い素材を用る．鉄損の極小点は両者のバランスで決まる．図 2 に示す

い，これを g 相から浸珪処理することを試みた．g 相の素材

ように， Si 濃度分布を適正化することで， Si が均一な材料へ浸珪処理を施した場合，表層は Si 濃化によって a 相に変より鉄損を低減することが可能である．

態するが，鋼板内部の g 相の拡散係数は a 相より二桁以上

この渦電流損低減について，古典渦電流損に単純化して考小さいため， Si は深くまで拡散せず表層に局在化させるこえると，図のように模式的に表現することができる． Siとができる．従来の浸珪処理との違いを図に示す．鋼板の傾斜磁性材料においては， Si 濃度の高い表層が高透磁率，耐食性改善のため，g 域で浸珪処理して表層に Fe3Si 相を形

Si 濃度が低い板厚中心部が低透磁率となっている．このよ成した例は過去にもあるが(4) ， Si 濃度分布を残した状態でうな鋼板を板面と平行な方向に励磁すると，磁束は透磁率のの磁性評価はなされておらず，また実際， Si 濃度分布を適高い表層に集中する．仮に，表面から板厚 25 の深さに磁正化しなければ優れた磁気特性は得られない．

束が集中し，それより内側での磁束変化はないものとすると，磁束変化によって生じる渦電流も表層のみとなり，その.

開発商品の磁気特性

渦電流損は，磁束が均一に通った場合の半分の大きさになる．
渦電流損を低減するには，DSi を大きくして図 3 下段のよ今回開発した JNSF は，g 域浸珪を利用することで表層にうな磁束分布にするのが好ましい．また，板厚中心部で磁束のみ効率よく高 Si 濃度域を局在化させ，高周波で低鉄損とが変化しないとすれば，この部分で渦電流が生じないため，なるように Si 濃度分布を調整したものである．

あえて Si を添加して固有抵抗を高める必要はない．Si 傾斜

図に板厚 0.15 mm の開発材 15JNSF と板厚 0.1 mm の磁性材料の板厚中心部の Si 濃度を従来より低くし，鋼板全6.5  Si 鋼 板 10JNEX の 直 流 磁 化 曲 線 の 比 較 を 示 す ．

体の含有量を低減すれば，材料の飽和磁束密度を高めること

15JNSF の飽和磁束密度は 2.0 T と， 3  Si 鋼板並みの高いができる．すなわち，板厚中心部の Si 濃度を低い状態に保値を示す．

ったまま磁束が集中する表層のみを高 Si 濃度とし，高周波

図に 15JNSF と 10JNEX および圧粉磁芯の鉄損評価結果を示す．圧粉磁芯は純鉄粉や Si 含有鉄粉をバインダで固めたものであるが，その中でも優れた特性を示す6.5SiFe
粉の圧粉磁芯を比較材として用いた．50 Hz の励磁条件で比較すると， 15JNSF の鉄損は 10JNEX より大きいものの，
圧粉磁芯と比べると十分小さいといえる．一方 10 kHz では，
15JNSF と 10JNEX の 鉄 損 差 は 縮 ま り ， 更 に 20 kHz で は

図2

Si 傾斜磁性材料の板厚方向 Si 分布と鉄損の関係．

図3

Si 分布による渦電流損低減機構．

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

図4

浸珪プロセスの違い．




図5

図7

直流磁化曲線の比較．

直流重畳特性の比較．

てしまう．3Si 鋼板は，高周波用コア材の中では最も飽和磁束密度の高い材料であるが，高周波での発熱が制約となり磁束密度を下げて設計されるため，やはりコアを大型化せざるを得ない．このような用途に，飽和磁束密度が高く高周波鉄損の低い Si 傾斜磁性材料 JNSF は適している．
10JNEX と 15JNSF を用いて同一形態のリアクトルを作製し，直流重畳特性を比較した例を図に示す．全体的に15JNSF の方が高いインダクタンスを示しており，小型化に有利といえる．また 100～150 A の電流域において 10JNEXのインダクタンスが急激に低下するのに対し，15JNSF のイ
ンダクタンス低下は緩やかである．これは 15JNSF の飽和磁束密度が高いことが影響している．リアクトルの中には，
図6各励磁条件における鉄損比較．

定格より大きな電流で一定以上の大きさのインダクタンスが必要とされるものもあり，そのような用途にも 15JNSF は好適と考えられる．また図 6 に示したように，15JNSF は圧

10JNEX と同様若しくは 15JNSF の方がやや低鉄損となっ粉磁芯に比べて商用周波数の鉄損が極めて低いため，高周波た．この結果は，固有抵抗増加や薄板化に依らない鉄損低減に商用交流が重畳する AC リアクトルのコア材としても期待手法として，板厚方向の Si 濃度分布制御が有効であることされる．現在，15JNSF はエアコンのリアクトルのコア材とを示している．

して採用され，使われている．

このように，板厚 Si 濃度分布を利用した鉄損低減手法を検討し， g 域から浸珪処理して表層に局所的に高 Si 濃度域

.

結

言

を構成し Si 濃度分布の最適化を図ることにより，従来困難と考えられていた 3Si 鋼板並みの高い飽和磁束密度(Bs～g 域浸珪による Si 傾斜磁性材料の製造を検討し，その Si

2.0 T )と 6.5  Si 鋼並みの低い高周波鉄損( W0.5/20 k ～ 7 W /濃度分布を適正化することで，高飽和磁束密度と高周波低鉄kg )の両立を，板厚 0.15 mm の Si 傾斜磁性材料で実現する損をこれまでにない高いレベルで両立した製品 JNSF を開ことができた．

発した．今後，高周波化が進むパワーエレクトロニクス分野での活用が期待される． Si 傾斜磁性材料に関する特許は，

.

高周波リアクトルへの適用

これまでに 20 件以上申請し，一部は登録されている．本件の g 域浸珪に関するものとしては，特開2012251191，特開

エアコン，太陽光発電用パワーコンディショナ，HEV の2011119298が公開されている．

車載電源等に使われる高周波リアクトルには，数 k ～数十
kHz の高周波を含む，数十～数百 A の直流または交流が流文献れている．コア材が磁気的に飽和に近づくと，リアクトルのインダクタンスは急激に下がり，高周波電流が回路に混入して電子機器を損傷するおそれがある．磁気飽和を避けるにはコアの断面積を大きくせざるを得ず，リアクトルが大型化し( 1 ) H. Haiji, et al: J. Magn. Magn. Mater., 160(1996), 109114.
( 2 ) 浪川 操 他まてりあ，37(1998), 289291.
( 3 ) 浪川 操 他JFE 技報，No. 6(2005), 1217.
( 4 ) 三谷裕康金属表面技術，15(1964), 504511.

新技術・新製品III 族元素と窒素の化合物半導体で，それぞれのバンドギャ

ップエネルギーは 6.2, 3.9, 0.7 eV と大きく異なります．これらの混晶はそれぞれの間のバンドギャップエネルギーを持つため，同系の材料で紫外から赤外までの幅広い波長の光に対応する薄膜層の作製が可能です．さらに，窒化物材料は安定で，放射線耐性に優れているとされていることから，宇宙線に曝される過酷な宇宙環境での運用にも適していると考えられ，次世代の宇宙用太陽電池材料として期待されます．しかし，これらの組成制御は困難で，特に高 In 組成薄膜の作製が難しいことが課題でした．ここで私は， In の取り込み量が薄膜表面の結晶方位によって異なることに着目し， Inを多く取り込むことのできる面方位の指針を得るため，面方位依存性の要因の解明に取り組みました．窒化物半導体薄膜
は気相成長法によって，原子層単位で精緻に積み上げられていきます．このときの有限温度条件下における各面の表面再
私は，2013年 3 月に九州大学大学院工学府 航空宇宙工学

構成構造を，第一原理計算とフォノン計算を組み合わせた手専攻にて学位を取得後，現在は同九州大学，稲盛フロンティ法を用いて調べたところ，表面を終端する窒素原子が In のア研究センターにて研究に従事しています．大学院在学時以

取り込み効率に影響を与えていることが明らかになりまし来，密度汎関数法に基づく第一原理計算手法を用いて機能材た．この中では III 族元素の競争的な吸着において，In は非料研究に取り組んできました．この度寄稿の機会を頂きまし常に不安定で，通常は表面にさらされている限り一度吸着したので，これまでを振り返るとともに，今後の抱負を述べたても容易に他の元素と置換してしまいますが，表面を覆う窒

いと思います．

素分子層が安定な表面では， In を逃さず閉じ込めることに私の出身である航空宇宙工学専攻は機械工学科の系統で，よって In 組成が高まることが示唆されました．ここから実学部生の時には現在のような材料の研究，特に量子化学のス

際に高 In 組成薄膜を作製するための指針を示すためには，ケールの研究に携わることになるとは考えていませんでし

さらなる研究が必要ですが，この研究を経験したことで，計た．当時は航空機の翼の空力特性に関する研究をしていて，算と実験を連携して効果的な材料設計を行うという目標が自その後もその研究を続けていくつもりでした．しかし，同専分の中に得られたと思っています．

攻教授，柿本浩一先生の研究室は専攻の協力講座の位置づけ

現在は半導体から金属に材料系を移し， JST CREST 元で，大学院から希望することができる仕組みでしたので，進素戦略領域の研究課題の下で遷移金属系合金の水素吸蔵特性

学時に改めて進路を考える機会を得ることになりました．半

に関する研究を行っています．現在対象とする材料の一つに，導体材料を扱う柿本研究室は，それまでに学んできた機械工

AgxRh1－x ナノ粒子があります．これについては，本来非混学とは異なる知識が多く必要とされることからやはり他の研

和な Ag と Rh が，ナノ粒子化と水素吸蔵プロセスによって究室とは一線を画す存在で，私自身，そこでの研究に対する

完全固溶型合金となり，さらに単体にはない水素吸蔵特性をイメージをしっかりと持っていたわけではありませんでし

獲得するということが実験的に報告されています． Ag とた．しかし，高効率太陽電池などのテーマは私にとって新鮮

Rh が周期表の上で，単体で水素を吸蔵する Pd の両隣に位で，また先生方の熱意ある研究室の気風に魅力を感じて思い置することが，あたかも IV 族半導体と IIIV 族化合物半導切って配属を希望しました．これが私の，今に至る材料研究

体の関係に似ている点においても興味深く，現在電子構造ととの出会いとなりました．配属後はやはり知らないことばか

水素吸蔵特性の関係について議論を行っています．

りで思い悩むことも多くありましたが，研究室の先生方だけ

これまでに，専門や研究テーマを変わってきたことで，なでなく，学会で知り合う全国の先生方や，学生仲間の皆さんにもわからないところから何度もやり直してきましたが，いに非常に恵まれ，たくさんのことを教えていただきながら，

ま，それぞれの経験が少しずつつながりを持ち始めていると少しずつ研究を進めることができました．

感じています．航空宇宙工学専攻に進学したときの，人類のこの時の私のテーマは III 族窒化物半導体で，有望な宇宙

平和や健康的な将来に貢献する科学技術開発に携わりたいと用タンデム型太陽電池材料として着目されていました．太陽いう思いは，太陽光や水素エネルギーのテーマを経験した電池において効率よく光を電力に変換するためには，光の波

今，材料を通じたエネルギー問題の解決という具体的な目標

長とセル材料の半導体のバンドギャップエネルギーがよく対に反映されていると思います．これからさらなる経験を積み応していることが重要です．タンデム型太陽電池は，異なるながら材料のプロフェッショナルになって，エネルギー問題

バンドギャップを持つ半導体薄膜を積層することにより，太に役立てる材料設計を目指していきます．

陽光が含むさまざまな波長の光を各層で効率よく変換する新(2014年 1 月 6 日受理)[doi:10.2320/materia.53.113]型の太陽電池で，人工衛星の電源系としてすでに実用化が進(連絡先〒819
0395 福岡市西区元岡744)

められています．III 族窒化物半導体は，Al，Ga，In などの

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan私は，九州大学大学院総合理工学府の博士後期課程の学生として，中島英治教授，波多聰准教授ならびに池田賢一助教のご指導の下，研究に取り組んでおります．研究では，自動車用 AlMgSi 系合金の力学特性と微細組織を，各種力学試
験および電子顕微鏡観察を通して解析しております．その研究活動の中で， 2013 年 2 月からの 10 ヶ月間，日本学術振興会の「頭脳循環を加速する若手研究者戦略的海外派遣プログ
ラム(事業名先進材料の実次元マルチスケール解析と機能設計のための超顕微国際ネットワークの構築，事業主担当者九州大学・西田稔教授)」の一員として，デンマーク工科大学電子顕微鏡センター(Technical University of Denmark, Center for Electron Nanoscopy: DTU Cen)にて研究させていただきました．この度，本稿を執筆させていただく貴重な機会をいただきましたので，この滞在を通して経験したこと，学んだことを述べさせていただきたいと思います．

.

滞在を開始するまで

博士課程 1 年に在籍中の 2012 年 10 月，私は上記の海外派
遣プログラムの存在を初めて知りました．そのとき，私は学外で，かつ海外の研究環境に身を置けることに対して大きな魅力を感じました．一方で， 10 ヶ月の滞在中，実験が電子顕微鏡観察に限られることなどに不安を覚え，実際に応募するかについて悩みました．そんな私の背中を押したのは，「人として，研究者として成長できる絶好の機会であり，将来を考える上で良いことしかない」と声をかけていただいた研究室のスタッフでした．この言葉を受け，「自分自身を成長させたい，研究でも新しい発見をしたい」と考えるようになり，応募を決意しました．そして，派遣者の一人として，
DTU Cen に滞在させていただくことになりました．

.

現地での研究活動

滞在先となった DTU Cen では，笠間丈史博士のご指導の下， Al Mg Si 系合金において形成する Mg Si 系微細粒子について，電子線エネルギー損失分光法を活用した可視化と化学組成分析，ならびに高分解能観察を中心に実施しまし

た．この微細粒子は，粒子径が 2 nm 程であることが三次元
アトムプローブを通して明らかとなっておりますが，その小ささや構成元素の原子番号が近接していることもあり，透過電子顕微鏡を通した観察例はほとんどありませんでした．
Cen での実験を開始しても，始めは難しさゆえ，最適な観察
条件を見つけるために試行錯誤を繰り返しました．このころ，笠間博士から「その日の実験が終了した後に，得た結果をもとに次の実験で何が必要かを考えるように」との言葉をよくいただきました．それは，少ない実験機会で目標を達成するための助言でありました．周りの研究者をみると，装置使用料が日本と比較して約 5 倍と高額であるため，電子顕微鏡観察は月に 1～2 回ほどでした．他方で，彼らは実験データを 2 週間以上かけて詳細に解析し，目的とした情報を得るだけでなく，「次の実験で取得すべきデータは何か」，「そのために必要な観察条件は何か」なども充分に検討し，少ない実験機会をより効率的なものにしていました．この研究スタイルを体験できたことは，これまで実験データの量を優先しがちだった私にとって，一つ一つの実験データを大事にすることの大切さを学ぶ貴重な機会となりました．また，効率的な研究を行うべく，自身の研究スタイルを考え直す良いきっかけともなりました．
DTU Cen での研究活動が進むにつれ， Cen 所属の研究者と，お互いの研究について議論する機会が増えていきました．
Cen には研究者が十数名在籍しておりますが，金属材料を専門とする方は少なく，多くは触媒用ナノ粒子など金属以外の材料を観察対象としています．そのため，研究者との議論では金属材料学と異なる観点から実験の問題点をご指摘していただき，多角的な視点から研究を向上させるとともに，実験データを考察する際の考えの幅を広げることができました．
同時に，討論を通して実験データの質に対して妥協しない，
彼らの姿勢も感じ取ることができました．研究者らは，上述のように一つのデータを長時間かけて詳細に解析し，より多くの情報を得て考察を行っていました．試行錯誤を経てMg Si 系微細粒子の高分解能像を取得した際も，像を得たことに満足する私に対し，彼らは「論文を投稿するためにも，この結果をもとに詳細な解析または追加実験を通してデータに付加価値を付けるべきだ」と助言して下さいました．
このように，常に優れた研究データを求める姿勢は，電子顕微鏡センターである Cen にいたからこそ体感できたと言え，私の研究活動においても見習うべきものと強く感じまし
た．

.

終

わ

り

に

DTU Cen での滞在を通し私は研究活動への姿勢を考え直す，かつ自身の成長にも繋がる，貴重な経験をさせていただ
きました．帰国して 1 ヵ月ほどの今，自身の成長を感じる
機会はまだ少ないですが，今後研究を行っていく中で，実感していくと信じております．そのためにも，今回の経験をもとに研究スタイルを改善させ，立派な研究者となれるように努めていく所存です．最後になりましたが，Cen での滞在をご支援していただいた関係者の方々に，この場をお借りしてお礼申し上げ，本稿を締めさせていただきます．
(2014年 1 月21日受理)[doi:10.2320/materia.53.114](連絡先〒8158580 春日市春日公園 6
1)

は ば た く

白金を塩酸で溶解する新技術開発の裏話
岡

部

徹

つけ，これも塩化剤としては機能するはずなので，FeCl3 だ

.

は じ

め

に

けでなく CuCl2 も使ってみるように指示した．ところが，様々な実験条件を試みても，なかなか上手くは研究が進まな

白金( Pt )をはじめとする貴金属は，化学的に安定しておかった．

り，塩酸(HCl aq.)では溶解できない，と一般には思われて当初は CuCl2 を用いても塩酸のみでは高々 1 程度の Pt

いる．これは，貴金属元素は酸化されにくく，通常の環境でしか溶解しなかった．しかし，研究は諦めず信念をもって努は Ptn＋ などのイオンになりにくいため，塩酸などの酸に対力することも大切である．試行錯誤の末，CuCl2 による塩化して溶解しないからである．したがって， Pt を水溶液に溶処理を行う温度を最適化させれば，溶解率が大きく上昇する

解する場合には，王水( HCl aq. と HNO3 aq. の混合物)なことを堀家氏は地道な実験により見出した．

ど，極めて強い酸化力を有する酸を使って，強引に酸化する

最終的に堀家氏は， Pt を Mg と合金化したあと，この合金粉末を CuCl2 と混合して 773 K ( 500 °C )で反応させると，必要がある．
強い酸化力を有する酸を使えば， Pt でも水溶液中に溶解

Pt の塩化は上手く進み，可溶性の塩が得られることを確認できるが，処理に長時間を要する場合が多い．また，スクラした．一連の研究の結果，合金化＋塩化処理を前処理としてップ中の Pt を溶解して回収する場合は，Pt より先に他の金行えば， 353 K ( 80°
C )の塩酸を用いてわずか 15 分で 100の属・酸化物等が溶解するため，重金属や酸化剤を多量に含む

Pt を溶解できる条件を見出したのである(2)(3)．

処理が困難な有害廃液が多量に発生する．このため，廃棄物

合金化処理に続く塩化処理という前処理により，塩酸だけ中の Pt を酸で溶解してリサイクルする操作は，廃液の処理で短時間で Pt を 100 溶解できる条件を見出したことは，など環境に対する負荷が大きい，という難点もある．

画期的な研究成果であった．そこで，堀家氏に学術誌(Jour-

このような背景を踏まえ，著者らの研究室では，酸化剤をnal)に本研究成果を投稿するように勧めた．

含まない溶液を使って Pt を溶解する環境調和型の新技術の研究・開発に取り組んでいる．この研究の詳細は，原.

論文投稿の苦労

典(1)(3) を参照されたいが，ここでは，塩化銅を用いた新技術開発にまつわるいくつかの裏話をご紹介したい．

堀家氏は， 2008 年 3 月に修士号を取得して卒業後，民間
企 業 に 就 職 し た た め ， 実 際 に 本 研 究 成 果 を Metallurgical.

塩化銅を塩化剤として選んだ裏話

and Materials Transaction という TMS(米国資源材料学会)の学会誌への投稿する準備に取り掛かったのは，卒業後 12006 年の夏，当時，博士課程の学生であった竹田修氏

年半ほど経ってからであった．ようやく投稿の準備が整った(現東北大)に，著者は様々な金属化合物を研究室の試薬と2011年 6 月末に，著者らは著名な学術誌に Pt と同じ白金族して購入するように指示した．これは， Pt の新規溶解法の金属の Rh に関する論文が掲載されたことを知った(4)．そこ

開発プロジェクトのための合金の塩化剤として購入したのでで，もしかすると，この研究にも興味を持ってもらえるのではなく，炎の中での発色を比較するために，種々の金属化合は，と淡い期待を抱きつつ，本文を大幅に書き換えて，物を試薬として揃えようとしたものであった．これらの試薬

2011 年 12 月に Science 誌に投稿した．しかしながら，同誌

は，キャンプファイアーやトーチの炎に様々な色をつける場

では査読に回されることなく， 1 週間後には不採択(リジェ

合にも利用できる．しばらくして，多くの金属化合物が，研クト)となった．気を取り直して少し書きなおし，今度は，究室の大机の上に並べられたが，この中の一つに塩化銅(II)JACS(Journal of American Chemical Society)に本研究成果(CuCl2)があった．

を 2012 年 1 月に投稿した．同誌でも査読に回されることも

当時，修士課程の大学院生として白金を塩酸で溶解する新なく 1 週間で，リジェクトの連絡が来た．これらの著名な技術開発に取り組んでいた堀家千代子氏(現関東化学)

学術誌は，読者の注目を引かないという理由だけで，査読すは，塩化剤として塩化鉄(III)(FeCl3)を用いて研究を進めてらせずにリジェクトするようである．内容の吟味すらしないいた．偶然にも机の上に並べられていた CuCl2 を著者が見という対応は腹だたしいが，投稿してから 1 週間でリジェ

東京大学生産技術研究所教授，サステイナブル材料国際研究センターセンター長(〒1538505 目黒区駒場 461)
The Inside Story of Development of New Technology for Platinum Dissolution by Hydrochloric Acid; Toru H. Okabe(The University ofTokyo)
Keywords: platinum, precious metals, dissolution, recycling, environmental technology, inside story
2014年 1 月 8 日受理[doi:10.2320/materia.53.115]

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japanクトの返事が来るというのは合理的ではある．

受賞したのは，奇跡的である．

初めて書いた労作の論文が立て続けにリジェクトされた堀2013 年 10 月末には，堀家氏とともにモントリオールで開家氏は，意気消沈したことであろう．しかし，再度気を取り催された ASM の年会に参加し，栄誉ある Henry直 して書 きなお し， 2012 年 3 月 には当 初目標 として いた

Howe Medal を受賞した．受賞式および祝宴は，Westin ホ

Metallurgical and Materials Transaction 誌に投稿した．最テルの大宴会場で厳かに行われた．式典では，論文賞の他に初の 3 カ月は何の返事もなく，査読状況の催促をしても，も各種貢献賞や Fellow 等の授与式が行われ，受賞者は全

なかなか返事が来なかった．ようやく戻ってきた査読のコメ

員，男性はタキシード，女性はイブニングドレスでの出席がントには，査読者の事実誤認も多く含まれており，内容につ義務付けられていた．式典は格調高く華やかで，式次第も日いて適切な評価がなされていなかった．査読に対する返答を本の文化とは全く異なるものであったので，一生の思い出と初めて書く堀家氏に対し，著者は，本質を理解していない査なるイベントであった．残念ながら，共著者の森田教授は，読に対しては妥協することなく，原文をあまり変更せずに査

この式典に参加できなかったが，筆頭受賞者の堀家氏は，着読対応するよう指示した．査読対応は難なく終了し， 2012

物姿で式典および祝宴に参加し，壇上のメインテーブルに着

年 9 月には，大きな修正もなく受理され， 2012 年 12 月には席したため，祝宴では皆から注目され，大変な人気者であっ論文(2)として掲載された．

た．

Marion

一時は「この研究について，まともに評価してくれる学会
はないのでは」とも悲観したが，この程度で我々はめげるこ

.

お

わ

り

に

とはなかった．ただ，欧米の学会では評価されないようなので，2012年11月には，「白金を塩酸で溶解する環境調和型の

ここで紹介したのは，合金化処理と酸化処理(塩化処理)と新リサイクル技術の開発」と題して，日本金属学会の第 36

いう前処理によって， Pt を塩酸に溶解する新技術の開発と回技術開発賞にエントリーした．学術論文としては認められその論文発表から受賞に至るまでの裏話である．

なくとも，“環境調和型の新技術の開発に対する取り組み”
は認めて貰えるのでは，と期待した次第である(3)．

スクラップ中の貴金属は，一般的には，複雑な構造体の中の表面に少量，他の元素とともに存在することが多い．本溶
解手法の要素技術となる合金化処理や酸化処理は，気相を介.

苦あれば楽あり

して反応物質を供給することが可能であるため，スクラップ
中の貴金属を処理するのに適している．

ところが，いざ論文が学術誌に掲載される段階になって事

将来的には，本技術を応用し，“簡単な前処理の後に，塩態が急変した．驚いたことには，TMS に投稿した論文は，水や水をかけるだけで，効率よく貴金属を溶解できる画期的

編集者より「注目すべき論文(Editor's choice）」として選ばな環境調和型のリサイクル技術”を開発したいと考えている．

れ，雑誌の掲載に先だって， 2012 年 10 月 18日に優先的に学

レアメタルの製錬やリサイクルの研究は地味で，一般受け会のホームページ上に掲載され，無償で広く一般公開されるはしない．しかし，地道に取り組んでいると，「三度目の正との連絡を受けた．誰の目にとまったのかは今もって不明で直」で，良いこともあることが示された 2013 年であった．

あるが，本研究成果の進歩性を評価してくれる人が TMS の

困難や苦労は多くとも，今後も Never Give Up, Challenge !

関係者の中にいることは間違いなく，欣快である．

の精神で，元気に明るく前向きに，レアメタルの製錬・リサ

さらに， 2012年12月には ASM International という TMS

イクルの研究を続けていきたい．

の親組織から，「ASM International is considering for an
ASM author award」受賞という連絡を受け，生年月日や正

苦労して実験を進めて成果を出し，度重なるリジェクトに確な所属等の問い合わせがあった．著者はこのメールを「新もめげずに投稿論文を作成した堀家千代子氏，ならびに，研手の詐欺メール」と思い，危うく Spam メールとして削除

究プロジェクトの立案から予算の獲得，原稿執筆，メンタルするところであった．しかし，文面をよく読むと，著者宛のケアまで常にサポートしていただいた森田一樹教授に対し，メールで，論文のタイトルなどの詳細情報が記載されている

心より感謝いたします．また，本研究の礎となった，活性金

ので，個人情報を返送した．

属の合金を使った貴金属の溶解手法の研究開発(1)をともに行

半年後の 2013 年 6 月に， ASM から「 Dear

Gentleman;

なって下さった，前田正史教授(現東京大学

理事・副学

Please see the attached letter. Congratulations! I look for-株 )，山本祥子氏，大川ちひろ氏
長)，萱沼義弘氏(松田産業

ward to meeting you in Montreal in the Fall.」という連絡を(NEC)および関係各位に記して謝意を表します．

受け，“The ASM Henry Marion Howe Medal for 2013”という賞をいただけるとの内定通知があった．調べてみると，

文献

この賞は 1923 年に創設された 91 年もの伝統ある栄誉ある賞
で，TMS の学術誌 Metallurgical and Materials Transactionに投稿された論文の中で，最も優秀な論文に対して 1 年に 1件程度の厳選された論文に贈られる賞である．
有難いことに， 2013 年 6 月には日本金属学会から技術開発賞受賞の内定の連絡も受けた．論文の投稿段階では辛いことが続いていたが，同様のテーマで論文賞と技術賞を同時に( 1 ) T. H. Okabe, S. Yamamoto, Y. Kayanuma and M. Maeda: J.
Mater. Res., 18(2003), 19601967.
( 2 ) C. Horike, K. Morita and T. H. Okabe: Metall. Mater. Trans.
B, 43(2012), 13001307.
( 3 ) 堀家千代子，森田一樹，岡部 徹まてりあ，52(2013), 71
73.
( 4 ) K. Kusada, M. Yamauchi, H. Kobayashi, H. Kitagawa and Y.
Kubota: J. Am. Chem. Soc., 132(2010), 1589615898.

新技術・新製品裏話

〈お知らせ〉～ まてりあ・会誌・Mater. Trans.
バックナンバー(冊子)ご購入につきまして ～会報「まてりあ」

冊子（30巻 1 号～在庫ある分）

会誌（論文誌）

冊子（57巻 1 号～在庫ある分）

Mater. Trans.

冊子（34巻 1 号～在庫ある分）（英文論文誌)〈申込・問合せ先〉(公社)日本金属学会

TEL 0222233685

FAX 0222236312

Emailmember＠jim.or.jp◎講演大会概要集 DVD の販売について◎
春秋講演大会の概要集 DVD を発行および販売しております．ご購入希望の方は，Email または FAX にて下記要領により
 件名○年○期講演大会講演概要集 DVD 購入申込
お申込下さい．◯

記)

 申込数
◯

 送付先住所◯

 申込者氏名◯

 会員の場合は会員資格(会員番号併◯をご記入下さい．

ホームページに申込書がございます．
会員特価3,810円＋税
申込先Email: ordering＠jim.or.jp

定価10,000円＋税

送料500円(消費税込み)

FAX 0222236312〈 本会発行学術図書類出版案内 〉
金属化学入門シリーズ

講座・現代の金属学

材料編

金属工学シリーズ

セミナーテキスト

シンポジウム予稿集

金属博物館紀要

単行本

講演大会概要集 DVD 注文書

機関誌ファイル

講座・現代の金属学実験技術集編

講座・現代の金属学

製錬編

国際会議プロシーディングズ◎ホームページで目次が見られるようになっております．
http://jim.or.jp/

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刊行物

→

学術図書類

申込先Email: ordering＠jim.or.jp

FAX 0222236312◇ 日本金属学会 春秋講演大会開催予定 ◇★2014年 3 月21日(金)～23日(日)東京工業大学★2014年 9 月24日(水)～26日(金)名古屋大学★2015年 3 月18日(水)～20日(金)東京大学

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan




本
会

告

会

記

講演大会のセッションの改編のお知らせ ……………………118
2014年春期(第154回)講演大会および懇親会参加のご案内…………………………………………………………………120
2014年春期講演大会概要集 DVD の販売について …………120
日本金属学会・日本鉄鋼協会講演大会相互聴講のお知らせ…………………………………………………………………120
2014年春期講演大会期間中の託児室設置のお知らせ ………120
男女共同参画ランチョンミーティング開催のお知らせ ……120
平成26年度春季全国大学材料関係教室協議会講演会 ………120
2014年秋期講演大会外国人特別講演および招待講演募集 …120
日本金属学会国際会議企画提案募集 …………………………120
会報編集委員会からのお知らせ ………………………………121
金属学会セミナー報告 …………………………………………128

支部行事 …………………………122
掲示板 ……………………………123
会誌・欧文誌 3 号目次 …………125
新入会員 …………………………127

材料系学協会情報コーナー ……127
次号予告 …………………………127
行事カレンダー …………………129
会誌編集委員会からのお知らせ …132

投稿規程・刊行案内・入会申込は，ホームページをご利用下さい．
ご連絡先住所変更等の手続きは，本会ホームページ マイページ からできます．
会告原稿の締切は毎月 1 日で，翌月号掲載となります．

会

事
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/〈機関誌総目次掲載について〉★｢まてりあ」「日本金属学会誌」「 Materials
Transactions 」の総目次は，ホームページに掲載しております．

告(ホームページもご参照下さい)

講演大会のセッションの改編のお知らせ
公益社団法人日本金属学会
会 長
掛下 知行
講演大会委員長 西田稔

講演大会セッション改編の背景
本会は2001年春期大会から21世紀を先導する学会を目指した分科会および講演大会等の新しい運営に移行しました．
その後，第 4 期科学技術基本計画による研究開発の出口の強化，政権交代による科学技術イノベーション総合戦略への対応，また，本会においては公益社団法人への移行などを実施して参りました．
材料研究を通して社会を牽引する魅力ある学会としての存在意義を確立し，停滞する社会情勢を打破するためには，幅広い分野の方々との交流と忌憚のない意見交換を行うことが不可欠です．講演大会はこのための最も重要な場であると位置づけ，2011年沖縄での秋期大会での各種の試行の知見も踏まえて，その活性化を図ることを喫緊の課題として検討を重ねて参りました．今回，講演大会活性化の一環として下記の方針に基づいて講演大会セッションの改編を実施し，さらに今後も継続的かつ弾力的に改編を推進します．

セッション改編の主な方針











革新的な材料の開発に不可欠な学理・現象・プロセッシング別セッションの充実を図るとともに，材料別セッションとのバランスを現状よりも配慮して，セッションの再構築を行なう．
企業研究者・技術者の要望に応じるため，材料別セッションとそれらを横断する学理・現象・プロセッシング別セッシ
ョンに分別して再構築する．
前回の改編と同様に，周辺学協会(含む材料ユーザー)や企業の参加が促進され，若手研究者・技術者にとってより魅力あるセッション分類・編成をする．
公募シンポジウムの一層の充実を図り，一般セッションと両輪の運営を推進する．
セッション名は，見直し・改訂を今後とも継続する．

セッション改編実施時期
2014年秋期講演大会から実施する．

講演セッションの選択方法
セッション一覧表を参考に，第 1 希望(必須)および第 2 希望(必須)のセッションを選択して下さい．
セッションは，材料と社会セッション，学理・現象・プロセッシング別セッションおよび材料別セッションを問わず選択できます．

新講演セッション (詳細は次頁のとおり)

本 会 記 事

新講演セッション一覧
材料と社会セッション
セッション名（）
教育

材料と社会

歴史
材料と社会
環境

学理・現象・プロセッシング別セッション

材料別セッション

セッション名（）
水素関連物性・機能・プロセッシング

セッション名（）
物性基礎

エネルギー・電池材料

イオン伝導・輸送現象

水素化物・水素貯蔵・透過材料

磁気機能・磁気物性

センサー材料

電気伝導・熱伝導

熱電材料

電子・光物性

触媒材料

薄膜・多層膜・超格子物性

ジェットエンジン・ガスタービン耐熱材料

微粒子・ナノ粒子物性

蒸気発電耐熱材料
原子力材料

量子ビーム科学
拡散・相変態

組織制御

磁気記録材料

再結晶・粒成長・集合組織

スピントロニクス・ナノ磁性材料

熱力学・状態図・相平衡

ソフト磁性材料

マルテンサイト・変位型相変態

ハード磁性材料

強度・力学特性

力学特性

太陽電池材料

高温変形・クリープ・超塑性

超伝導材料

格子欠陥・格子欠陥制御・プラストン

半導体材料

疲労・破壊

配線・実装・マイクロ接合材料

粒界・界面

生体・医療・福祉材料

高温酸化・高温腐食

材料化学

表面・界面

Cu・Cu 合金

摩耗・トライボロジー

Mg・Mg 合金
生体材料基礎電気・電子材料

生体・医療・福祉材料

構造・機能材料

Al・Al 合金

表界面反応・分析

細胞機能・組織再生

磁性材料

テーラーメード医療材料
鉄鋼材料

腐食・防食
表面処理・表面改質・コーティング

エネルギー関連材料

Ti・Ti 合金

生体構造機能金属間化合物材料

生体表界面機能

形状記憶材料

分析・解析・評価・先端技術

分析・評価

スマート・インテリジェント材料

計算材料科学・材料設計

計算材料科学

MEMS デバイス用材料

環境・リサイクル技術

材料プロセッシング

セラミックス材料

凝固・結晶成長・鋳造

自動車用材料製造プロセス・省エネルギー技術

航空機用材料塑性変形・塑性加工

超微細粒材料(バルクナノメタル)

非平衡プロセッシング

粉末・焼結材料

マイクロ波応用プロセッシング

複合材料

融体・高温物性

ポーラス材料

溶接・接合

ナノ・萌芽材料
アモルファス・準結晶材料
元素戦略・希少資源代替材料

元素戦略

レアメタル

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan年春期(第回)講演大会および懇親会参加の案内
会

期

会

場

2014年 3 月21日(金)～ 3 月23日(日)東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区大岡山)

参加申込

大会会場当日受付(事前申込締切2 月21日)

懇親会申込

懇親会会場受付八芳園 1 階「ジュール」(〒1080071 東京都白金台 111
本号付録およびホームページ掲載

講演発表

各種賞贈呈式司会

梅津理恵(東北大学)

12 : 05～12 : 10

開会の挨拶

12 : 10～12 : 30

Current situation of female researchers in USA

12 : 30～12 : 40

Assistant Prof. Michele Manuel, Univ. of Florida
第 3 回男女共同参画大型アンケート報告
吉原美知子(横浜国大)

12 : 40～12 : 55

総合討論

12 : 55～13 : 00

閉会の挨拶

男女共同参画委員会委員長

 0334417888)

2014年 3 月21日(金)午前 9 時より
東京工業大学大岡山キャンパス70周年記念講堂

年講演大会概要集 DVD の販売について

御手洗容子(物材機構)

男女共同参画委員会副委員長

松野泰也(東大)

平成年度春季 全国大学材料関係教室協議会講演会のご案内

2014 年春期講演大会の概要集 DVD を発行および販売いたします．ご購入希望の方は， E mail または FAX にて下記要領をご記

主

催

共

催

日本金属学会，日本鉄鋼協会

 件名
年春期講演大会概要集 DVD 購入の上お申込下さい．◯

日

時

場

所

2014年 3 月23日(日) 1400～1600
東京工業大学大岡山キャンパス 南 8 号館501号室

 申込者氏名
◯

入申込
付先住所

 会員資格(会員番号併記)◯
 申込数
◯

送
◯

ホームページに申込書がございます．

聴講料

全国大学材料関係協議室協議会

無料

3 月 7 日の発行後，請求書と郵便払込用紙を添えて送付いたします．
＜講演会＞
会員特価3,810円＋税 定価10,000円＋税 送料500円(消費税込み)

元素戦略の新たな展開 II

14 : 00～15 : 00

電子材料領域の元素戦略拠点 TIESその目指すも

15 : 00～16 : 00

触媒・電池材料拠点の使命と計画

東工大 細野秀雄のと最近の進展Email: ordering＠jim.or.jp

申込先

FAX 0222236312%

日本金属学会・日本鉄鋼協会講演大会相互聴講のお知らせ年秋期講演大会外国人特別講演および招待講演募集

日本金属学会・日本鉄鋼協会の講演大会相互聴講をご案内します．

春秋講演大会における外国人研究者による特別講演と招待講演については会員からの推薦をもとに，毎年 6 月と 12 月に開催される申込方法当日受付
鉄鋼協会の講演を聴講する場合は金属学会で従来の参加受付を済ませた後，鉄鋼協会受付で相互聴講の申込みをする(註)金属学会で講演発表する場合は，金属学会の正規大会参加申料

京大 田中庸裕

国際学術交流委員会において審議採択し，講演実施細目については分科会運営委員会で決定いたします．つきましては， 2014 年秋期
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ので，下記込みが必要です

要領によりご推薦下さい．

金.

一般・学生・非会員を問わず同一料金

聴講のみ(概要集 DVD 無し)

3,000円聴講と概要集 DVD(1 冊)

6,000円特別講演講演者著名な外国人研究者とする．
講演時間30分(討論10分)


年春期講演大会期間中の託児室設置のお知らせ

採択件数3～4 件
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

利用日時

2014年 3 月21日(金)～23日(日)(毎日，午前 930から午後 530まで)

講演者有益な講演が期待される国内に滞在する外国人研究者

申込締切

3 月 7 日(金)ホームページ → 講演大会 → 募集・お知らせ → 各種

講演時間15分(討論 5 分)

申込方法

ご案内

とする．
採択件数5 件程度
滞在費補助なし

よりお申込み下さい．

その他大会参加費免除

第回

男女共同参画ランチョンミーティング開催

.

推薦用紙
所定様式(ホームページからダウンロード下さい)により，下記メ「金属材料分野での多様なキャリアパス」

ールアドレス宛に「外国人特別講演推薦」と明記しお送り下さい．
送信後 2～3 日過ぎても受理メールの無い場合はお問合せ下さい．

金属材料分野でのキャリアパスとしてどのようなものがあるでし.

ょうか．企業，大学，独法研究機関など様々です．また，一言で企.

業といっても様々な分野で活躍可能です．金属材料を学んだ先輩達がどのような進路で活躍しているか話を聞いてみませんか．大勢の方のご参加をお待ちしております．

推薦書提出期日 2014年 5 月31日(土)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
 022
2233685

FAX 0222236312%

Email: gaffair＠jim.or.jp
主催

日本金属学会・日本鉄鋼協会男女共同参画委員会

協賛

男女共同参画学協会連絡会

日

時

会

場

2014年 3 月23日(日) 12 : 00～13 : 00
東京工業大学大岡山キャンパス
西 5 号館 4 階 W541

参加費



(鉄鋼協会第 3 会場)

弁当先着30名まで無料提供(学会参加申込の有無にかかわらず参加できます!!)無料

日本金属学会主催国際会議企画提案募集
本会が主催する国際会議につきまして，ダイナミックな国際化の動きに即したタイムリーな企画を選定するため，次の方針で提案募集を行います．年度以降開催の国際会議が対象です．ご参照のうえ，期日までに有意義な企画をご提案下さいますようお願いいた

本 会 記 事

民間財団補助金

2014年 5 月31日(土)下記事項を記載した文書( A 判)をもって，本会会長宛



本会国際学術交流資金からの貸与金(上限万円会議後返に申請して下さい．




します．
提案締切日
提案要項

却)(補助金から貸与に変更となっております)
寄付金




会議の名称(和文名・英文名)




会期




開催地・会場予定

会議の目的・特徴

送付する)．



日本開催の経緯と意義

.




計画概要

.

業務処理の会計処理
本会の「国際会議開催準備マニュアル」と「国際会議会計処理マ

ニュアル」に準拠する(これらの資料は採択決定後に提案責任者に
本会主催の国際会議開催予定

PRICM9 国際会議
開催時期2016年 8 月 1 日～5 日(予定)

a．協賛，後援団体
b．主要準備日程

開催場所国立京都国際会館(予定)

c．使用語
d．参加予定国(国名・国数)
e．参加予定者数(国内外)
f． 著名な国内外参加予定者(氏名・所属・役職)

まてりあ「プロジェクト報告」企画公募

g．パラレルセッション数およびポスターセッションの有無
h．プロシーディングスの出版(出版元・予定頁数，製作部数・頒価・配布方法)

特定領域研究新学術領域研究，学術研究，戦略的創造研究など，

i． 予算(収入・支出明細)
 準備委員会委員(氏名・所属・役職)
提案(連絡)責任者(氏名・所属・役職・住所・電話・ E 




mail)
提案書送付先これまで公的資金補助によるプロジェクト研究が行われているが，その研究成果は一部の関係者に資料配布されるに留まっているのが現状である．その成果を多くの研究者が目を通す会報「まてりあ」にまとめて掲載しませんか．「まてりあ」には，有料で掲載できる〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会 国際会議募集係「プロジェクト報告」というカテゴリーがあり，通年応募を受け付
けております．下記参照の上，奮ってご応募下さい．

―公益社団法人日本金属学会主催国際会議実施方針(年月改訂抜粋)―

種別名称｢プロジェクト報告」

.

主

公的資金を得ているプロジェクトの最終研究成果を有料

基本的要件

旨

開催要望が国内外で高まっており，かつ本会会員からも要望




掲載する．

されていること．

応募期間




関係国内学協会の協賛が得られること．

応募資格




会議の計画内容が本会主催の会議としてふさわしいと認められること．

企画提案者および執筆者に本会会員 2 名以上が含まれていることを要する．

提出書類

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

通年とする．

企画書(プロジェクト名，責任者名，企画趣旨，希望号，企画主題，記事種別・題目・執筆者・執筆頁・執筆のねらい，責任者連絡先)を提出する．

企画内容

1 3 参加予定国および参加予定者は確実な根拠に基づいて推定されていること．

プロジェクト紹介(1 頁)，解説，最近の研究，トピック
ス記事スタイルの組み合わせとする．
解説

1 4 当該分野における国内外の代表的研究者の参加が予定されていること．

に勉強しようとする人のために参考とな

会議の Proceedings を刊行する場合は，多重投稿等ミスコン

る文献も示しておく．
最近の研究

ダクトが生じないよう対策をとること．実施する対策を事前

最近の重要な研究のうち，比較的せまい
範囲のテーマを取り上げて，国内外の最に届け出て本会の承認を得ること．
.

新しい特定の問題を取り上げて，専門外の会員にも分かるように記述する．さら近の研究成果を紹介する．各分野の現本会主催国際会議の区分と規模

状，現在の問題点などを取り上げて，総

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



その他の国際会議―国際的要請に基づいて主催する国際集会

分野の研究を進める上で参考となる内容



括的に分かり易く記述したもので，その

等
.

とする．
トピックス

開催頻度

最近の情報を手短に紹介するもので，話題は限定しない．

必要に応じて随時開催する．
企画決定

会報編集委員会で採否の決定を行う．



｢まてりあ」会告で定期的に企画提案を募集する．

費用負担




提案された企画案は，まず分科会運営委員会において検討，

企画総頁

1 頁30,000円
35頁以内

優先順位を付けて，国際学術交流委員会に提示する．

著 作 権

日本金属学会に帰属する．

国際学術交流委員会において実施企画，会議の区分，貸与金

査

会報編集委員会が行う．論文毎に複数名の査読候補者を.

テーマの公募，選定方法

読(内定)を決定して，理事会に答申する．



.

財

含めた企画書を提出してもらい一括して審議する．

理事会において正式決定し，提案責任者に対して文書により執筆依頼

特集関係の執筆依頼方法と同じ方法で事務局が行う．

決定通知と開催準備推進の依頼を行う．

執筆方法｢まてりあ」執筆要項に準じる．

源

送付・問合先〒980
8544 仙台市青葉区一番町 11432




参加費

日本金属学会 会報編集委員会



文部科学省補助金

 0222233685



地方公共団体補助金

Email: materia＠jim.or.jp

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

FAX 0222236312%

15 : 25～16 : 25

支部行事

(本多光太郎記念講演)

座長小林千悟(愛媛大学)

規則相が整合析出した微細組織と状態図
名工大教授 小坂井孝夫
16 : 25～16 : 30

特別講演会開催のお知らせ
大型放射光施設で行う X 線トモグラフィーは，高空間分解能で参加費

鉄鋼協会支部長

無料

申込・問合先月日(月)締切り

申込・連絡先/%
FAX 0852326398 / 0852326409

森戸茂一(島根大学)宛

Email: tatara＠riko.shimaneu.ac.jp
ピュアリティまきび http://www.makibi.jp/

連続観察(3D に時間軸を加えることから 4D と呼ぶ)ができることが大きな特徴である．現実の構造機能材料の複雑な組織変化，変

閉会挨拶

アクセス

形・破壊挙動の解明により，学術的，産業的成果が挙がりつつある．鉄鋼材料でも，理論分解能に迫る高分解能が得られることがこ
こ 2 年程度で明らかになり，位相イメージングにより二相組織可視化の可能性も示されている．このことから，今後は鉄鋼での活用

平成
年度春季講演会も期待される．本講演では，3D / 4D イメージング技術を用いた非[共催]日本鉄鋼協会九州支部

鉄・鉄系構造材料の力学特性評価例を紹介する．
日

時

場

所

2014年 3 月10日(月) 15 : 30～17 : 00
名古屋大学 ES 総合館 1 階 ES 会議室

日

時

場

所

戸畑区仙水町 11)

(名古屋市千種区不老町)(http://www.nagoyau.ac.jp/accessmap/index.html)

3D / 4D イメージベースアプローチ構造材料の評価か
ら新材料開発まで

講演題目

2014年 3 月14日(金) 1315～1640
九州工業大学 教育研究 6 号棟 2 階 62A 講義室(北九州市

プログラム
1315～1415

湯川記念講演会

レーザ照射による溶接熱影響部の結晶粒微細化について
西日本工業大 西尾一政

九州大学 工学研究院 機械工学部門 /戸田裕之

3D/4D 構造材料研究センター

1415～1640

講演討論会 テーマ「最新の溶接技術について」

無料




レールの溶接技術について

80名
参加申込方法

鉄鋼材料のレーザ溶接

月日(金)までに，所属，氏名， TEL ， FAX ，

溶かさない溶接摩擦攪拌接合E mail を明記の上，下記申込み先へご連絡下さい．なお，定員になり次第締め切らせていただき

参加費

無料

定

ます．

問合先

70名
〒8048550 北九州市戸畑区仙水町 11

参加費
定

員

申込・問合先〒4648603 名古屋市千種区不老町

員

新日鐵住金 狩峰健一
阪大 片山聖二東北大 粉川博之

九州工業大学 大学院 工学研究院 材料開発部門 恵良秀則

FAX 0938843351%

名古屋大学大学院工学研究科

マテリアル理工学専攻内

 0938843368

日本金属学会・日本鉄鋼協会

東海支部事務局

Email: era＠matsc.kyutech.ac.jp
又はEmail: tokai＠numse.nagoyau.ac.jp〒8070873 北九州市八幡西区藤原 4522(一社)日本鉄鋼協会 九州支部 事務局 北岡宏

FAX 0939801570%

E mail: kitaoka.hiroshi＠iwa.bbiq.jp
 0936912531

平成年度支部会議
日

時

場

所

2014年 3 月14日(金) 13 : 00～14 : 00
ピュアリティまきび 飛鳥(〒 700 0907 岡山市北区下石

議

題

井 2
641)
平成25年度業務・会計報告
平成26年度業務計画・予算案
表彰
新役員承認
支部長挨拶

湯川・本多光太郎記念支部講演会
日

時

場

所

◇

◇

◇

2014年 3 月14日(金) 14 : 10～16 : 30
ピュアリティまきび 飛鳥(〒 700 0907 岡山市北区下石
井 2
641)

プログラム
14 : 10～14 : 15

開会挨拶

14 : 15～15 : 15

(湯川記念講演)

金属学会支部長
座長森戸茂一(島根大)鉄鋼インフォマティクス―3D4D 鉄鋼ゲノムビッグ
データを活用したモデリング支援による高効率材
料開発―
15 : 15～15 : 25

鹿児島大教授 足立吉隆

―休憩―

本 会 記 事◇九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(I2CNER)
水素適合材料研究部門 ポスドク公募◇〈公募類記事〉
無料掲載募集人員，締切日，問合先のみ掲載．
有料掲載1/4頁(700～800文字)程度．
「まてりあ」とホームページに掲載 16,000円(消費税込み)
ホームページのみ掲載
10,500円(消費税込み)〈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◇東京大学物性研究所
公募職名及び人員数
部

署

職務内容

助教

概

要

九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(I2CNER)は，文部科学省の世界トップレベル研究拠点
プログラムに選定された研究機関です．I2CNER の教員
及び研究者には，エネルギーシステムの効率向上や

CO2 の分離・回収・貯留に関する研究を通じて， CO2の排出削減に貢献していただきます．
I2CNER が実現を目指す多くの研究の中には，水素社会において，水素をエネルギーキャリアとして製造・貯蔵・転換する技術があり，そのほか， CO2 の貯留ある
いは CO2 を有益なものに変換するなどの基礎科学にも公募◇

目を向けています．さらに，研究所の重要なミッション

助教 名

は，共同研究や異分野融合研究を通じてイノベーション

物質設計評価施設(廣井研究室)を促進し，国際的でアカデミックな環境を確立すること

物質設計評価施設廣井研究室の助教として，新しい強相です．

関電子系物質の開発を行う．固体化学的手法を用い，固九州大学伊都キャンパスには，多くの最新型の分析機

体物理の視点を持って，物質合成，評価，物性測定を積器や実験施設が設置されており，これらの研究設備を利極的に行う意欲のある若手研究者を希望する．
応募資格

用することができます．

者．(着任予定時期までに上記学位取得見込みの者を含

I2CNER では，水素適合材料(力学/材料，疲労と破壊，トライボロジー)の分野において，専門知識を有するポむ．）

スドク研究者を募集します．ポスドク研究者は，その専博士課程修了，またはこれと同等以上の能力を有する

応募資格5 年．ただし審査の上，1 回を限度として再任を認める．
年月日(金)必着
公募締切 

任

門・教育分野に応じた研究グループに参加していただき

期

着任時期

ます．特に，異分野融合研究を実践し，分野の枠を超え

2014年 8 月以降の出来る限り早い時期

た共同研究を行うことのできるポスドクを募集いたしま

提出書類

す．

(イ)推薦の場合

提出書類

応募者は，以下の書類を提出して下さい．

○推薦書

 カバーレター

○履歴書(略歴で可) 履歴書(研究経験，関心事項の詳細を記載すること) 応募用紙(ウェブサイト上に掲載)
○業績リスト(特に重要な論文に○印をつけること)

 研究計画書(ウェブサイト上に掲載)
○主要論文の別刷(3 編程度，コピー可)○研究業績の概要(2,000字程度)

 応募者の研究内容等について照会が可能な者 4 名の

 論文リスト


氏名と連絡先○研究計画および自己アピール(2,000字程度)＊書類はすべて英語で記載して下さい．
年月
日(月)時(日本時間)必着
応募締切 (ロ)応募の場合

公募の詳細・書類提出先○履歴書(略歴で可)○業績リスト(特に重要な論文に○印をつけること)○主要論文の別刷(3 編程度，コピー可)

問合せ先

ホームページにてご確認下さい．

http://i2cner.kyushuu.ac.jp/ja/recruit/recruit.php
九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所〒8190395 福岡市西区元岡744○関係教員等による応募者本人についての意見書(作成者から

 092
8026932

書類提出先へ直送)

FAX 0928026939%

wpioffice＠i2cner.kyushuu.ac.jp○研究業績の概要(2,000字程度)○研究計画および自己アピール(2,000字程度)
書類提出先 「物質設計評価施設 廣井研究室 助教 応募書類在中」の旨を朱書し，下記住所まで書留にて郵送，または，集

持参すること．
〒277
8581 千葉県柏市柏の葉 515

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・統計力学セミナー 開催案内」

東京大学物性研究所総務係
 0471363207
問合せ先Email: isspsomu＠kj.utokyo.ac.jp
東京大学物性研究所物質設計評価施設 教授 04
71363445

選考方法
そ の 他

会

廣井善二

20 世紀型大量消費・使い捨て文明から，低エネルギー消費・資源循環型文明への転換を余儀なくされている現代において，資源循Email: hiroi＠issp.utokyo.ac.jp

環，新エネルギー創出，低エネルギー消費，低環境負荷等の課題はhttp://www.issp.utokyo.ac.jp/maincontents/jobs/
detail/jokyou2503hiroiken.html

工学を担う我々に託された解決すべき問題です．このような観点か

東京大学物性研究所教授会にて審査，決定する．ただ必要な材料学の基礎である状態図について解説し，産業界への応用

し，適任者のない場合には決定を保留する場合がある．

例を紹介しました．また，第 5 回セミナーでは，熱力学や統計力
学と状態図の関係を詳細に説明しました．一方，第 6 回セミナー

応募書類等は返却しないので，了解の上，申込むこと．
また，応募書類は本応募の用途に限り使用し，個人情報を正当な理由なく第三者へ開示，譲渡及び貸与することはない．

ら，第 1 回～第 4 回のセミナーでは，様々な材料を見直すために

では熱力学と状態図の関係に注目し，第 7 回セミナーでは統計力
学と状態図の関係に注目し，それぞれ 2 日間にわたり解説しました．今回は，第 7 回セミナーの内容をさらに掘下げて，2 日間にわたりじっくりと解説します．
日

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan時 年月日(月)～日(火)




場

所

協

賛

東館 3 階(9 : 00開館) D 会議室(公社)日本金属学会，(一社)日本鉄鋼協会

午後 300～
講演環境，教育問題から見た我が国の非鉄製錬業の持続可能性(仮)東京大学 生産技術研究所 客員教授，兼，(60分)
東北大学 多元物質科学研究所 教授 中村 崇 講師
レアメタル供給のボトルネックについて(仮)(60分)～中国南部，イオン吸着鉱の生産地域・レアアース製錬所等の訪東京大学 生産技術研究所 教授 岡部 徹 講師
問報告～
非鉄金属業界の過去，現在，未来(仮)(60分)～世界の非鉄リーダー，エクセレントカンパニーを目指して～
住友金属鉱山株式会社 代表取締役会長 家守伸正 講師

京都テルサ

定 員 68名
プログラム

6 月23日(月)
9 : 20～10 : 20
相平衡の統計力学

10 : 30～11 : 30

同上




12 : 40～13 : 40

同上




13 : 50～15 : 20

同上




15 : 30～17 : 00

離散格子上の状態図計算

東京工業大学 梶原正憲
東北大学 毛利哲夫

6 月24日(火)
9 : 20～10 : 20

離散格子上の状態図計算



10 : 30～11 : 30

同上




12 : 40～13 : 40

同上




13 : 50～15 : 20

統計力学から状態図計算へ

15 : 30～17 : 00

同上

午後 630～

第172委員会参加企業

物質材料研究機構 阿部太一

大学，官公庁関係
学生
申込方法★貴金属シンポジウム(第 2 回)＋新年会★(合同開催)

6 月16日迄 (当日申込)
6,000円 (8,000円)■

10,000円 (12,000円)
4,000円 (6,000円)
2,000円 (4,000円)

その他の企業

世話人て kajihara＠materia.titech.ac.jp 宛にお送り下さい．
梶原正憲(東工大)，大谷博司(東北大)，

問合先

東京工業大学

小坂井孝生(名工大)，阿部太一(物材機構)
材料物理科学専攻

梶原正憲
 045924
5635

FAX 0459245857%

Email: kajihara＠materia.titech.ac.jp

集会◇レアメタル研究会◇■主催

レアメタル研究会
主宰者東京大学生産技術研究所 教授 岡部 徹
■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
レアメタルの環境調和型リサイクル技術の開発研究会( 最 先 端 ・ 次 世 代 研 究 開 発 支 援 プ ロ グ ラ ム  JSPS
NEXT Program)■開催会場 東京大学生産技術研究所
An 棟 2F コンベンションホール(〒 153 8505 東京
都目黒区駒場 461)(最寄り駅駒場東大前，東北沢，代々木上原)■参加登録・お問合わせ
東京大学生産技術研究所
岡部研究室 学術支援専門職員 宮嵜智子FAX 0354526313 Email: tmiya＠iis.utokyo.ac.jp%

2015年 3 月13日(金)お知らせ
独 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)からのお知らせ～「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」における技術開発助成のご案内～「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」とは，高い省エネル
ギー効果が見込まれる技術開発に対し助成する制度です．プログラ
ムの詳細および公募情報は，下記 URL を参照下さい．

http://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100039.html
http://www.nedo.go.jp/search/?type=koubo
問合せ■第回 
年月日(木)
～ An 棟 2F コンベンションホール
テーマ環境問題，教育問題，レアメタル事情，非鉄金属全般，
ディレクターシップ◇

第65回■ レアメタル研究会について
レアメタル研究会は，一般財団法人 生産技術研究奨励会の特別研究会( RC 40 )の一つとして， 2002 年に発足し，これまでに合計
59 回開催しました．参加者の累計はすでに 5700 人を超え，今では，毎回80～180人の関係者が集まる極めて活発な研究会となっております．本研究会は，様々な重要な情報を社会に向けて発信し，また，レアメタルに関する産官学(＋メディア)の交流の場として機能してきました．プロ集団からの情報発信源としての役割だけでな
く，最近の社会的な関心の高まりをはじめとするレアメタルブームの一翼も本研究会は担っております．
本研究会は，企業会員の会費により運営されているプライベー
ト・インフォーマルな会合であり，学会等の学術的な研究会ではありません．企業会員向けの「勉強会・交流会」が主たる目的です．
従いまして，研究会の内容は，レアメタルのプロに対する技術的な内容の講演や，最近のトレンドや問題点，さらには，将来展望などの話題が多くなります．
大学・省庁・メディアの関係者の方には，ビジターあるいはオブ
ザーバ・講師として，無料にてご参加いただいております．企業関係者は，最初の一回はビジターとして無料で参加できますが，継続的に参加する場合は，原則，入会して企業会員としてご参加下さい．

http: // j2www.materia.titech.ac.jp / seminar /から申込書を入手し，必要事項をご記入後，E mail の添付書類に総合理工学研究科

ホワイエ)〈平成26年度 レアメタル研究会のご案内(予定)〉(2014.1.23現在)■ 第61回 2014年 7 月 4 日(金)■ 第62回 2014年 9 月19日(金)■ 第63回 2014年11月28日(金)■ 第64回 2015年 1 月 9 日(金)東北大学 毛利哲夫

参加費
事前申込

研究交流会・意見交換会(An 棟 2F

｢戦略的省エネルギー技術革新プログラム」事務局

Email: shouene＠ml.nedo.go.jp◇◇

本 会 記 事日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文Vol. 78, No. 3（2014）
論

Qiu Xu, Yoshihiro Ishi, Tomonori Uesugi,
Yasutosi Kuriyama and Yoshiharu Mori

文

冷間圧延した Ti 20V 4Al 1Sn 合金における圧下率と組織形態および機械的性質との関係
井手直文

森田辰郎

前田尚志

瀬戸英人

Ti1－xCrxOz の作製およびその組織と熱電特性の解析
相楽勝裕

魯
小椋

云
慧

菊池優汰
吉田浩之

野末貴裕
浅沼 博

Mg Y Zn 系 LPSO 構造中の積層欠陥への添加元素の偏析挙動の熱力学的解析
梅林

樹

飯久保

智

大谷博司

冷間圧延を施した無酸素銅における回復・再結晶機構
梶浦拓也

塚本雅章

山本厚之

スパッタ成膜中のイオン衝撃が Ni 薄膜の内部応力に
及ぼす影響
豊田椋一

戸谷聡一郎

橋本真希

郡

Comparison between In-Situ and Post-Irradiation
Cyclic Deformation Structures in Ni by 150 MeV
Toshimasa Yoshiie, Koichi Sato,
Proton Irradiation

亜美

松村義人

Materials Transactions 掲載論文
Vol. 55, No. 3（2014）―Special Issue on In Situ TEM Observation ofHigh Energy Beam Irradiation―
Somei Ohnuki, Naoyuki Hashimoto,
PREFACE
Erwan Oliviero, Jonathan Hinks and Hattar Khalid

In-Situ Observation of Radiation Damage Using a
Combined Facility of Electron Microscope andHeavy-Ion Accelerator(s) ―History and Future
Shiori Ishino
Prospectives― (Overview)
Development of TEM Holder Generating In-Plane
Magnetic Field Used for In-Situ TEM Observation
Masashi Arita, Ryohei Tokuda, Kouichi Hamada andYasuo Takahashi

A Triple Beam In-Situ Facility at Xiamen UniversiBing Tang, Jian Zhang, Ruigang Ma, Yingjun Ma,ty
Qinghua Huang, Lihua Chen, Baoqun Cui, Yazhao Wu,
Ning Li and Weisheng Jiang

Simulation of Transmission Electron Microscope
Images of Dislocations Pinned by Obstacles
Yuhki Satoh, Takahiro Hatano, Nobuyasu Nita,
Kimihiro Nogiwa and Hideki Matsui

In Situ TEM Concurrent and Successive Au SelfIon Irradiation and He Implantation
Claire Chisholm, Khalid Hattar and Andrew M. Minor

Effect of Additional Minor Elements on Accumulation Behavior of Point Defects under Electron
Irradiation in Austenitic Stainless Steels
Yoshihiro Sekio, Shinichiro Yamashita, Norihito Sakaguchi
and Heishichiro Takahashi

Effect of Oxide Particles and Pre-Implanted Helium on Defect Evolution during Electron IrradiaSiwei Chen, Kohei Tadaki, Yongming Wang,tion
Naoyuki Hashimoto and Somei Ohnuki

Kink Band Formation in Graphite under Ion Irradiation at 100 and 298 K
Jonathan A. Hinks, G. Greaves, Sarah J. Haigh,Cheng-Ta Pan and Stephen E. Donnelly

In Situ TEM Observation of Structural Changes in
Rapidly Solidified bcc Solid-Solution Phase in Ti
Cr Alloy Focusing on Spontaneous Vitrification
Takeshi Nagase, Satoshi Anada,(SV)
Keita Kobayashi, Hidehiro Yasuda and Hirotaro Mori

In-Situ Observations of Microstructure EvolutioninElectron-IrradiatedMulti-Wall
CarbonNanotubes
N. Hashimoto, S. Oie, H. Homma and S. Ohnuki

In Situ Observation of Gold Chloride Decomposition in a Confined Nanospace by Transmission
Keita Kobayashi, Ryo Kitaura,
Electron Microscopy
Katsuhiro Sasaki, Kotaro Kuroda, Takeshi Saito and
Hisanori Shinohara―Regular Articles―
Materials Physics

Volume and Enthalpy Relaxation in Pd42.5Cu30Ni7.5
O. Haruyama, T. Mottate,
P20 Bulk Metallic Glass
K. Morita, N. Yamamoto, H. Kato and T. Egami

Magnetic Behavior of FePt/AlN Layered StrucCong Zhang, Ry šutar šo Tajima, Takumi Sannomiya,ture
Shinji Muraishi, Yoshio Nakamura and Ji Shi

Structural and Magnetic Properties of Magnetic
Shape Memory Alloy Ni46Mn41In13 under Magnetic
Kenichi Abematsu, Rie Y. Umetsu,
FieldsRyosuke Kainuma, Takeshi Kanomata, Kazuo Watanabe
and Keiichi Koyama
Microstructure of Materials

Effect of Pre-Aging Treatment on the Microstructure and Magnetic Properties of Sm(Co, Fe, Cu,
Zr)7.8 Sintered Magnets

New Approach to In Situ Observation Experiments under Irradiation in High Voltage Electron
Hiroaki Abe, Takahiro Ishizaki, Feng Li,
Microscopes

Yosuke Horiuchi, Masaya Hagiwara, Keiko Okamoto,
Tsuyoshi Kobayashi, Masaki Endo, Tadahiko Kobayashi,
Naoyuki Sanada and Shinya Sakurada

Sho Kano, Yanfen Li, Yuhki Satoh, Takeshi Nagase andHidehiro Yasuda

Quantitative Evaluation of Phase Field Microstructure Based on the Variational Principle

Microstructural Evolution of an Ion Irradiated Ni
MoCr
Fe Alloy at Elevated Temperatures

Kenji Iseya and Tetsuo Mohri

Massey de los Reyes, Lyndon Edwards, Marquis A. Kirk,
Dhriti Bhattacharyya, Kim T. Lu and Gregory R. Lumpkin

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia JapanMechanics of Materials

Formation Mechanisms of Beachrocks in Okinawa
and Ishikawa, Japan, with a Focus on Cements
Takashi Danjo and Satoru Kawasaki

Twinning Induced Plasticity and Work Hardening
Akiyoshi Araki,Ni
Si Alloy
Behavior of Aged Cu
Warren J. Poole, Equo Kobayashi and Tatsuo Sato

Effects of Hydrogen Water Chemistry on Stress
Corrosion Cracking Behavior of Cold-Worked
304L Stainless Steel in High-Temperature Water
Wen-Feng Lu, Chien-Lin Lai andEnvironments
Jiunn-Yuan Huang

Effects of Cryo-Treatment on Corrosion Behavior
and Mechanical Properties of Laser-Welded Commercial Pure Titanium
Yanping Zhu, Changyi Li and Lianyun Zhang
Materials Chemistry

Synthesis of Fine Iron
Cobalt Alloy Particles by
the Co-Reduction of Precursors with SolvatedAmmonia Solution
Electrons in SodiumOsamu Terakado, Yuichiro Uno and Masahiro Hirasawa
Materials Processing

Microstructural and Electrical Properties of Copper Titanium Alloy Dispersed with Carbon
Nanotubes via Powder Metallurgy Process
Hisashi Imai, Katsuyoshi Kondoh, Shufeng Li,
Junko Umeda, Bunshi Fugetsu and Makoto Takahashi

Microstructure and Mechanical Properties of Cu
40Zn
0.5Cr Alloy by Powder Metallurgy
Hisashi Imai, Shufeng Li, Katsuyoshi Kondoh,
Yoshiharu Kosaka, Takuya Okada, Koji Yamamoto,
Motoi Takahashi and Junko Umeda

Fabrication and Catalytic Decoloration Capacity
Masataka Hakamada,of Nanodendritic Metals
Takayuki Matsuzawa and Mamoru Mabuchi

Surficial Chemical States of Li3N Synthesized on
Lithium Target for Boron Neutron Capture TherShintaro Ishiyama, Yuji Baba, Ryo Fujii,
apy
Masaru Nakamura and Yoshio Imahori
Engineering Materials and Their Applications

Effect of Microstructure on the Mechanical
Properties of Magnesium Composites Containing
Dispersed Alumina Particles Prepared Using an
MM/SPS Process
Hiroshi Fujiwara, Suguru Hamanaka, Shigehiro Kawamori
and Hiroyuki Miyamoto

High Adhesive Force between Laminated Sheetsof Copper and Polyurethane Improved by
Homogeneous Low Energy Electron Beam Irradiation (HLEBI) Prior to Hot-Press
Masato Uyama, Naoki Fujiyama, Takumi Okada,
Masae Kanda and Yoshitake Nishi

Creation of Adhesive Force between LaminatedSheets of Polytetrafluoroethylene (PTFE) and
Polyethylene (PE) by Homogeneous Low Energy
Electron Beam Irradiation Prior to Hot-Press for
Bio-Adaptable Application
Masato Uyama, Masae Kanda and Yoshitake Nishi

Preparation and Properties of Ball-Milled MgH2/
Al Nanocomposites for Hydrogen Storage
Hayao Imamura, Yoshiyuki Hashimoto, Takanori Aoki,
Tomoki Ushijima and Yoshihisa Sakata
Environment

Control of Electrical and Thermal Properties by 8
50Sn for ACvol Al2O3 Distribution States in Zn
Low Voltage Fuses
Kazuhiro Matsugi, Hiromu Matsumoto, Yong-Bum Choi,
Gen Sasaki, Ken-ichiro Suetsugu and Koji Fujii

Lead Trace Removal from Waste Electronic
Doyun Shin, Jinki Jeong,
Scraps by Organic Acids
Byung-su Kim, Sadia Ilyas and Jae-chun Lee―Express Regular Articles―
Production of Titanium Dioxide Directly from
Titanium Ore through Selective Chlorination Using Titanium Tetrachloride
Jungshin Kang and Toru H. Okabe

Effect of Sintering Profile and Composition of Ni/
Al2O3 Functional Gradient Materials Coating Layers via Pulsed DC Electrophoretic Deposition
Hyungsub Kim, Seungkyu Yang and Caroline Sunyong Lee

Indium Tin Oxide Films with Low Resistivity at
Room Temperature Using DC Magnetron Sputtering with Grid Electrode
Ho-Nyun Lee, Jin-Young Hur, Hyun Jong Kim,
Min Hyung Lee and Hong Kee Lee

Carbon Solubility in Liquid Iron Containing V, Mo
Do-Hyeong Kim, Min-Kyu Paek,
and NiTae-Jung Kim, Seung-Yeon Won and Jong-Jin Pak

Reclaim of Rare Earth Metals from Bond Magnets
by Means of Thermally Activated Semiconductors(TASC)
Y. Tsukada, H. Takahashi, M. Kaneko and J. Mizuguchi

Relation of n-Value to Critical Current for Local
Sections and Overall Sample in a SmBCO CoatedShojiro Ochiai,
Conductor Pulled in Tension

Effect of Powder Preheating Temperature on theProperties of Titanium Coating Layers Manufactured by Kinetic Spraying

Hiroshi Okuda, Shinji Nagano, Michinaka Sugano,Sang-Song Oh, Hong-Soo Ha and Kozo Osamura

Kee-Ahn Lee, Myeong-Ju Lee, Ji-Sang Yu andHyung-Jun Kim

Effect of Annealing on Magnetostrictive ProperCo Alloy Thin Films
ties of Fe―Rapid Publications―
Impact Damping in NiMnGa/Polymer Composites

Takashi Nakajima, Teruaki Takeuchi, Isamu Yuito,
Kunio Kato, Mikiko Saito, Katsuhiro Abe, Toshio Sasaki,
Tetsushi Sekiguchi and Shin-ichi Yamaura

Jorge Feuchtwanger, Jon Aurrekoetxea, Javier Zurbitu,
Jose L. Vilas, Luis M. Le áon, Jose M. Barandiaran,
Hideki Hosoda and Volodymyr A. Chernenko

Influence of Cold Rolling on Diffusion Bondabilityof SUS316L Stainless Steel Sheets
Takashi Harumoto, Yuya Yamashita, Osamu Ohashi and
Takashi Ishiguro

本 会 記 事(2013年12月26日～2014年 1 月24日)

正

員

青嶋松寿
青田欣也
浅井利洋
荒井誠也
学

生

テクノコート株式会社
株式会社

日立製作所

トヨタ紡織株式会社
日産自動車株式会社

新井美絵
北野洋治
佐脇直哉
平
初雄

地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所

鈴木大志
藤村和正
見澤英樹

首都大学東京李株オークラ情報サービス

株式会社ダイヘン

寺澤岳人
深田伸男

新光電気工業株式会社

宮木智也

金沢大学

東邦チタニウム株式会社

新日鐵住金株式会社
黒崎播磨株式会社

員

大谷浩史
北田荘也
新沢慶介

大阪大学
金沢大学
東北大学

大阪大学
東京大学

外国一般会員Ji Gaofeng

Changzhou University

賛会

◇

◇

◇

“材料系学協会情報コーナー”
〈軽金属

第巻

連載講座

自動車エンジン用アルミニウム合金鋳物に求められる
材料強度/茂泉 健
アルミニウム合金クラッド材/新倉昭男
硫酸水溶液中のアルミニウム表面で起こる水素発生反応とその解析/世利修美，細井勇志，佐々木大地
冷間圧延を施した 1050 アルミニウムにおける再結晶
挙動/梶浦拓也，塚本雅章，山本厚之3003 アルミニウム製衝撃押出し角筒容器のしごき加工による精度向上/古閑伸裕，姜 文赫，影山順司，
鈴木敏彦
層状組織を有する AlMn 系合金 H1n 質別材の伸びに及ぼす熱処理条件の影響/吉野路英，岩尾祥平，黒田
周

研究論文

第号

予定〉

〈軽金属

第号

予定〉

液温を変化させたりん酸水溶液中におけるアルミニウ，世利修美
ムの分極曲線とその解析/蘇{ 001 }〈 100 〉アルミニウム単結晶の繰り返し重ね接合
圧延における Dillamore 方位の形成/樫原恵蔵，寺田大将，辻 伸泰
解説 アルミニウム合金の表面近傍の時効組織と機械的性
質/金谷輝人
紫外プラズモニクスから見たアルミニウム/齊藤結花，本田光裕LM レビュー アニメ「風立ちぬ」ともう一つの超ジュラルミン
―住友の研究報告書から読み解く―/吉田英雄
連載講座 電子線トモグラフィ/陣内浩司

〈ふぇらむ

―他―

第巻

研究論文

第巻

第号

予定〉

Fe Pt の l10 相の相安定性，相平衡の第一原理計算/
毛利哲雄他
入門講座 物理分析入門初めて使う人のために 赤外吸収分光法の原理と活用事例/藤岡裕二
鋼の凝固入門6 凝固シミュレーションマクロ伝熱・流体の数値解析基礎/平田直哉他
―他―

連載記事

〈溶射

第巻

研究論文

解

説

号〉

相互相関 PIV により得られるコールドスプレーの粒子群の速度と平均直径に関する考察/森田洋充，片野田洋
ツインカソード型プラズマ溶射ガンによるサスペンションプラズマ溶射コーティングの組織制御/鈴木雅人

―他―

◇

◇

◇

まてりあ

第
巻

第号

ミニ特集「医療材料開発ニーズの現在と未来」
企画にあたって …………………仲井正昭 小泉雄一郎 上田正人
脊椎外科における材料のニーズの現在と未来 …………長谷川和宏
整形外科における材料のニーズの現在と未来～人工股関節の現状と未来～ ……………………………坂井孝司
歯科医療における金属材料のニーズの現在と未来…………………………………………………澤瀬 隆 平 曜輔
循環器科における材料のニーズの現在と未来 ……………鈴木孝英
免疫学的解析に基づく新たな医療材料開発へのアプローチ……………………川野光子 武田裕利 中村 生 小笠原康悦

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

予告

一般記事
[解
説] 液滴エピタキシー ……………………………小口信行[新進気鋭] 固体高分子形燃料電池模擬環境における白金の溶解機構 ……………………………………………菅原 優―他―(編集の都合により変更になる場合がございます．
）



石の微細粒配向組織解析，原子分解能 STEM EDS 元素分

金属学会セミナー 報告

析を用いた熱間加工磁石の Dy 置換サイトの解析事例を紹介
して，磁石材料開発における電子顕微鏡解析手法の有用性を

次世代永久磁石材料をめざして―磁石材料の微細構造と保磁力―示した．
宝野和博(物材機構)は，「NdFeB 磁石の微細構造と保磁力」と題して，まず焼結ネオジム磁石の微細組織の特徴を整（第分科企画）
開催日

2013年12月26日(木)場

ソラシティカンファレンスセンター

所

理し，その後，従来非磁性相と思われてきた焼結磁石の結晶粒界に形成する薄層が最新の解析研究により強磁性であることが確立されたことを述べた．これに基づき，ネオジム磁石の保磁力機構についての議論を行い，さらに超微細結晶粒組

ネオジム磁石は長年にわたり高性能磁石の頂点に君臨して織で強い異方性の得られる熱間加工磁石の保磁力が結晶粒径

きたが，近年ジスプロシウムを使う高保磁力ネオジム磁石のから期待されるものより低いこと，それを飛躍的に向上させ

資源脆弱性が顕在化し，重希土類元素を使わないネオジム磁る方法についての最近の研究をレビューした．

石ならびに新規磁石開発への関心が産学で高まっている．こ広沢哲(物材機構/元素戦略磁性材料研究拠点)は，「ナノコのような背景から，本セミナーでは新たに永久磁石研究を始

ンポジット磁石の可能性」と題して異方性ナノコンポジット

めようとしている初学者，理工系大学生，さらに再度基礎固磁石についての原理的な考察に基づき，構成相のサイズへのめを行いたい研究者を対象として，永久磁石材料の基礎，特制約，交換結合コンポジット磁石の磁気硬さと構成相分率へに保磁力の材料科学を初学者向けに系統的に講義することをの制約，相界面構造の重要性などを論じた．磁壁の伝搬を抑目的とした．(12月26日，ソラシティカンファレンスセンタ

止する材料組織の必要性を示し，利用できる可能性として磁ー，参加者数79名)．なお，本シンポジウムは，物質・材料

壁のイントリンシックピニングやナノコンポジット磁性体の研究機構 元素戦略磁性材料研究拠点ならびに JST 戦略的創微細粒子への分断の概念を紹介した．また学術的研究対象と造研究推進事業(CREST)の共催で行われた．

しては興味あるものの，特性 /価格メリットのある実用磁石杉本諭(東北大)は，「永久磁石材料の基礎」と題するチとしての困難さも指摘した．

ュートリアル講演を行い，先ず，磁場と磁束密度，磁気モー北川功(日立製作所)は，「マイクロマグネティクスシミ

メントと磁化，磁性体の分類，磁気異方性，磁区，ヒステレュレーションの原理と基礎」と題して，マイクロマグネティ

シス曲線，磁化過程という磁性材料における基本的事項につクスにおけるエネルギー計算の枠組みと磁化の古典的運動をいて説明した．さらに，高い最大エネルギー積を有する高性表す LLG 方程式の関係を示した．また，マクロスピンモデ

能 磁 石 作製 の た めの 4 つの 条 件 ，す な わち 高 キ ュリ ー 温ルや熱揺らぎを考慮したランジュバンモデルを紹介し，計測

度，高残留磁束密度，高角形性，高保磁力を得る方法につい連携による主要磁気パラメータ(飽和磁化，結晶磁気異方て講義を行った．

性，交換スティフネス)の取得と焼結磁石の組織特徴を抽出

佐久間昭正(東北大)は，「磁石の電子論」と題する講義で，したモデルに基づいた解析の重要性を指摘した．

電子論に基づき磁性体の磁気モーメントや磁気異方性の発現基礎から最新の研究成果まで欲張ったプログラムであった

機構，およびこれらの計算手法について，最近の研究成果をが，専門家にとっても勉強になるセミナーであった．プログ

交えて概説した．磁気モーメントについては，パウリ原理とラム終了時，すでに予定を大幅に超過する時間となってしま

電子間クーロン斥力の効果として強磁性が発現するシナリオ

い，年の瀬で帰路を急ぐ参加者が多かったことから，残念なについて説明した．磁気異方性に関しては，遷移金属系と希がら総合討論の機会を設けずに散会した．磁石企業入社一年

土類化合物系についてそれぞれ異なる立場から異方性の発現

目の参加者や大学院生，さらに他分野から参加した研究者か機構を説明し，最近の研究結果のいくつかを紹介した．

ら，非常に有用なセミナーであったとの感想をいただいたの板倉賢(九大)は，「NdFeB 磁石の電子顕微鏡解析手法」

で，企画の目的は達成されたものと思われる．(文責宝野)と題する講演で，低加速走査電子顕微鏡を用いた焼結磁石の(企画世話人NIMS 宝野和博，東北大 杉本

粒界構造観察，プリセッション電子回折を用いた HDDR 磁

◇



諭，

NIMS 元素戦略磁性材料研究拠点 広沢

◇

哲)

◇

本 会 記 事

行
開催日

事

カ

名称・開催地・掲載号

月
4～6

第 5 回日本複合材料会議(JCCM5)(京都)

7

第29回塗料・塗装研究発表会(東大)7Sprimg8コンファレンス2014(大阪)8

日本顕微鏡学会関東支部第38回講演会(東京)

東海支部特別講演会開催のお知らせ

10～11

安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技
術シンポジウム―(宇宙航空研究開発機構)

11

第 200 回塑性加工技術セミナー「摩擦攪拌接合(FSW)の基礎(見学付き)」(日大津田沼)
腐食防食部門委員会第297回例会(大阪)

11

レ

ン

主催・担当

ダ

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp/
日本塗装技術協会 TEL 036411
9236 http://jcot.gr.jp
tosoujimukyoku＠jcot.gr.jp
高輝度光科学研究 sp8conf2014＠spring8.or.jp
センター・藤原日本材料学会他

日本顕微鏡学会関 TEL 029
8592716
東 支 部 ・ 大 久 保 OHKUBO.Tadakatsu＠nims.go.jp(NIMS)
http://www.microscopy.or.jp/shibu/kanto/
kanto.html
東海支部
tokai＠numse.nagoyau.ac.jp
日本非破壊検査協 TEL 035821
5105
会・中村
nakamura＠jsndi.or.jp
日本塑性加工学会 http://www.jstp.jp

TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
http://www.jsms.jp
日本非破壊検査協 TEL 035821
5105
会・中村
nakamura＠jsndi.or.jp http//www.jsndi.jp/
日本材料学会14

先端加工機械技術 TEL 033501
6701
振興協会・天野info＠amtda.or.jp
日本鉄鋼協会・日本金属学会中国四国支部平成 中国四国支部・森 TEL/ 085232
6398
年度支部会議(岡山)戸(島根大)
kobayashi.sengo.me＠ehimeu.ac.jp
平成年度春季講演会(九工大)(本号頁)
九州支部・恵良TEL 0938843368 FAX 0938843351
era＠matsc.post.kyutech.ac.jp
第 39 回組織検査用試料の作り方(組織の現出)講 材料技術教育研究 TEL 047
4317451
習会「鉄鋼材料・非鉄金属材料・表面改質処理お 会
よび異常組織材」(東京)14

先端加工技術講演会｢応用が拡大する微粒子噴射
加工技術の最前線｣(日本工大)

14

第58回特別基金講演会(神戸)18～19

物構研サイエンスフェスタ2013(つくば)日本マリンエンジ TEL 033539
5920
ニアリング学会
staff＠jime.jp
高エネルギー加速器 imss
festa＠pfiqst.kek.jp
研究機構， J PARC http://imss
festa.kek.jp/2013/
センター他

20

第60回レアメタル研究会「環境問題，教育問題，
レアメタル事情，非鉄金属全般，ディレクターシップ」(東大生産研)(本号124頁)

レ ア メ タ ル 研 究 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
会・宮嵜(東大生 http://www.okabe.iis.utokyo.ac.jp/
産研)21

平成25年度国立高等専門学校 TEL 087583
8506
機構・畑(香川高 syomu＠da.kagawanct.ac.jp
専)http://www.kosenk.go.jp/kosengirl/jyoshiforum/


～


日本金属学会年春期(第回)講演大会(東京工業大学)(号頁)

日本金属学会

COMPSAFE2014 (第 1 回安全・安心のための計算理工学国際会議)(仙台)

JACM 他 ・ 吉 村 secretary＠compsafe2014.org(東大)
http://www.compsafe2014.org
日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp

月
13～16

22
月
8 ～10

高専女子フォーラム in 四国(高松)第 55 回塑性加工技術フォーラム「先進医療・生
体用材料とその塑性加工技術の最前線」(首都大)The 4th International Symposium on Advanced
Microscopy
andTheoretical
Calculations(AMTC4)(浜松)10～11.8

セラミックス大学2014(東工大他)

11～13

日本顕微鏡学会第 70 回学術講演会～顕微鏡学の来し方行く末～(千葉)14

関西支部総会・設立 50 周年記念式典「ものづくり50年 そして未来へ～」(大阪)
第 196 回研究会 有機/分子磁性材料の現状と今後の展開(中央大)16

TEL 0222233685
member＠jim.or.jp

FAX 0222236312

日本塑性加工学会 TEL 090
92800383
関西支部
kansai＠jstp.or.jp
日本磁気学会TEL 0352810106
http://www.magnetics.jp/seminar/topical/
196.html
日本材料学会
http://www.jsms.jp

第19回分子動力学シンポジウム(福岡大)

19～21

トライボロジー会議2014春

22～23

第31回希土類討論会(東京)

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926
ジー学会
http://www.tribology.jp
日 本 希 土 類 学 会 TEL 066879
7352
(阪大内)
kidorui＠chem.eng.osakau.ac.jp
http://www.kidorui.org/

26～30

第 21 回制御核融合装置におけるプラズマ・表面
相互作用国際会議(金沢)核 融 合 科 学 研 究 TEL 057258
2168
所・増崎
masuzaki＠LHD.nifs.ac.jp

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

3.3

定員
45名

3.10

3.6

参加事前
2.21

定員
45名

ファインセラミッ TEL 052
8713500
クスセンター ナ http://www.congre.co.jp/amtc4/jp/index.
ノ構造研究所html
日本セラミックス TEL 033362
5231
協会
cersj-kyouiku＠cersj.org
http://www.ceramic.or.jp
日本顕微鏡学会
FAX 0333682827
jsmdesk＠bunken.co.jp
http://www.microscopy.or.jp/conf2014/16

東京(東京)

3.10

定員
20名

第 17 回 磁粉・浸透・目視部門・電磁気応用部
門・漏れ試験部門合同シンポジウム「表面探傷技
術による健全性診断」(東京)




講演
11.15

http//www.jsndi.jp/

13～14




締切

4.10

講演
2.14

発表
1.24




開催日

名称・開催地・掲載号

問合先

27

腐食防食部門委員会

月
6～8

平成26年度塑性加工春季講演会(つくば)11～13

第19回計算工学講演会(広島)

12～13
19～20

第24回電子顕微鏡大学(東大)第10回核融合エネルギー連合講演会発電実証に向けた核融合研究の進展と拡がり(つくば)

プラズマ・核融合 TEL 052
7353185 plasma＠jspf.or.jp
学会，日本原子力 http://www.jspf.or.jp/10rengo/
学会

23～24

第 8 回状態図・統計力学セミナー(京都)(本号123頁)

日 本 学 術 振 興 会 kajihara＠materia.titech.ac.jp
産学協力研究委員会 合金状態図第172 委員会・梶原
(東工大)

26～27

第 19 回動力・エネルギー技術シンポジウム(福井)日本機械学会・山 TEL 035360
3505
口yamaguchi＠jsme.or.jp
http://www.jsme.or.jp/pes/Event/symposium.html

合同セミナー2014大気圧プラズマ ―その基礎と新しい医療を目指した取り組み―(大阪大)

日本真空学会関西 TEL 075
7247418
支部・日本表面科 takahash＠kit.jp
学会関西支部・高 http://www.vacuum
jp.org/
橋(京都工繊大)

1～3

NIMS Conference 2014ソフトマテリアルが拓く
未来社会(つくば)

NIMS
Confer- UCHIYAMA.Kana＠nims.go.jp
ence 2014組織委 TEL 0298513354(3886)
員会

4

第61回レアメタル研究会

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・岡部(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研)

9 ～11

第33回電子材料シンポジウム(EMS33)(伊豆)電子材料シンポジ TEL 053
4781336
ウム運営委員会・
光野(静岡大)19～21International conference and summer school on
advanced silicide technology 2014 ( Tokyo
University of Science, Katsushika Campus)

月
1

24～25
月
24～30

第298回例会(大阪)主催・担当
日本材料学会TEL 0757615321
http://www.jsms.jp jimu＠jsms.jp

日本塑性加工学会 TEL 033435
8301 http://www.jstp.jp
日本計算工学会・ TEL 033868
8957
石塚
office＠jsces.org
http://www.jsces.org/koenkai/19
日本顕微鏡学会
jsmdenken＠bunken.co.jp

日本セラミックス協会第 27 回秋季シンポジウム
特定セッション「次世代を切り拓くハイブリッド
マテリアル」(鹿児島大)

ハイブリッド材料 TEL 0527367345
研究会・増田(産 masuday＠aist.go.jp
総研)

19

第62回レアメタル研究会

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・岡部(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研)


～


日本金属学会年秋期講演大会(名古屋大学)

日本金属学会

The 9th International Symposium on Advanced
Science and Technology in Experimental
Mechanics(New Delhi)

日本実験力学会・ officejsem＠mech.ous.ac.jp
林(岡山理科大)TEL 0862569615
http://jsem.jp/ISEM9/
日本表面科学会
TEL 0743726021 isss7＠sssj.org
http://www.sssj.org/isss7
日本物理学会他
plasma＠jspf.or.jp

月
1～6

2～6

国 際 材 料 研 究 学 会 連 合 ア ジ ア 国 際 会 議 2014
(IUMRSICA 2014)(福岡大)

18～21

The 7th International Symposium on Surface
Science (ISSS7)(松江)Plasma Conferene 2014 (PLASMA 2014)(新潟)28

第63回レアメタル研究会


年月
第64回レアメタル研究会(第 2 回貴金属シンポジ
9
ウム)



6.23

The Professional http://annex.jsap.or.jp/silicides/icsssiliGroup on Semi- cide2014/index.html
conducting Silicides and RelatedMaterials
Division of the Japan
Society of Applied Physics
第 48 回 X 線材料強度に関するシンポジウム(大 日本材料学会
TEL 0757615321
阪)
jimu＠jsms.jp http://www.jsms.jp/

日本実験力学会 2014 年度年次講演会(兵庫県立
大)

月
9 ～11

5.19

ems＠ems.jpn.org

TEL 0452638538
iumrsica2014＠mrsj.org
http://www.iumrsica2014.org
日本実験力学会・ TEL 086
2569615
林(岡山理科大)officejsem＠mech.ous.ac.jp

28～30

締切

日本 MRS・室井TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp

講演'14.6.27

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・岡部(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研)
レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・岡部(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研)

本 会 記 事

開催日
月
13

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
月
5～8

名称・開催地・掲載号

主催・担当

問合先

締切

第65回レアメタル研究会

レ ア メ タ ル 研 究 TEL 035452
6314
会・岡部(東大生 tmiya＠iis.u
tokyo.ac.jp
産研)

日本金属学会春期講演大会(東京大学駒場キャンパス)

日本金属学会

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

日本金属学会秋期講演大会(九州大学伊都キャン
パス)

日本金属学会

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

Asia Steel International Conference 2015(Asia
Steel 2015)(横浜)

日本鉄鋼協会

asiasteel2015＠issjp.com
http://www.asiasteel2015.com～2014年度の会費お払込について～
2014年度の会費お払込のお手続きはお済みでしょうか．会員の皆様には，昨年11月下旬頃，ご請求のご案内をお送りいたしました．お手続きが未だの方は，ご対応をお願いいたします．
尚，本会ホームページの会員専用ページからは支払いの確認や，クレジットカード決済などができます．また，ご連絡先住所の変更もこのページからできます．
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明日の冶金に挑む～水素からたどる冶金の未来～
田中時昭著

2011 年 3 月の東日本大震災により引き起こされた福島第一原子冶金に挑む．第 1 章では水素製造の研究の歴史を概説している．

力発電所の事故は，我が国のエネルギー供給構造を根本から再考す

具体的な数値で問題のスケール感が把握できるように記述されておることを我々に突き付けた．将来的には再生可能エネルギーが主たり，エネルギー技術の研究に取り組む初学者に一読を勧める．第 2

るエネルギー源になると期待されているが，短・中期的には過渡的

章では金属製錬の副産物のスラグを有効利用して水素を製造する検なエネルギー供給システムが必要である．水素をエネルギーキャリ

討が，第 3 章では硫化水素から水素を製造する検討がされておアとして利用する社会システムは，エネルギー利用効率の高さと環り，既存の金属製錬を利用し未利用の原料物質から金属と水素の同境負荷の低さからその有力候補とされている．本書は，そのシステ

時製造を行うことが提言されている．第 4 章では水素の供給源とムのために水素をいかに製造するかを，著者の長年の実験的研究にして最も実現性が高いコークス炉ガスについて，第 5 章では水素基づいて冶金学の観点から検討，提言したものである．さらに，水を使った先進的な製錬法の可能性について述べている．第 6 章は素の利用による冶金技術の高度化についても提言されている．

総括である．以上，本書は既存の金属製錬が水素供給能を有するよ

本書は以下の 6 章から構成されている．第 1 章金属製錬工業

うに進化した，これからの冶金の方向性を示したものであり，素材製造の研究者のみならず広く材料科学者に一読を勧める．

をめぐるエネルギー・資源・環境問題と水素社会へのアプローチ，
第 2 章水素源としての Fayalite と Fayalite 系スラグ，第 3 章（東北大学大学院工学研究科［2013年

硫化鉱製錬での水素製造，第 4 章鉄製錬での水素製造，第 5150頁

4,000円＋税竹田修）

北海道大学出版会］

章金属製錬工業での水素とアンモニアの利用，第 6 章明日の

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新刊紹介
「金属学ナノ・マイクロ粒子の最新技術と応用」
米澤 徹 監修 B5判 236頁 シーエムシー出版

ま て り あ 第53巻 第 3 号(2014)
Materia Japan

定価67,200円＋税

会誌編集委員会からのお知らせ―

日本金属学会誌へ投稿しませんか―◎日本金属学会誌は会員，非会員問わず投稿することができます(和文として未発表のものに限ります)．
詳細は，本会ホームページ → 会誌 をご覧下さい．皆様のご投稿をお待ちしております．
〈日本金属学会誌に投稿可能な論文〉(1) 学術論文(10ページ以内)(3) 寄書(3 ページ以内)

学術論文は，金属およびその他の材料に関連した諸部門に特に速報する価値のあるもの．(内容に問題がなければ投稿後約 3 ケ月で掲載)

おける理論，実験ならびに技術などに関する学術上の成果を報告し，考察した原著論文とする．ただし， Mater. Trans.

a新規性のある顕著な研究成果に英文発表後 1 年以内であれば投稿ができる．その事を脚b技術開発に関する新知見

注に明記する．

c研究の過程で問題となった事柄のうち，特に多くの読者のために役立つもの(2) 技術論文(10ページ以内)d研究に関するアイディア，提案など

技術論文は，金属およびその他の材料に関連した諸部門におよび，会誌に掲載された論文に対する意見，討論またおける実験技術，製造技術，設備技術，利用技術など，技術はそれに対する著者からの回答とする．

上の成果，基準，標準化，データベースなど，および関連す(4) その他理事会で決議した分類

る事柄の調査，試験結果を報告した原著論文とする．

◇◇

2013, 2014年度会報編集委員会
委
委

員

長
員

古原
忠
赤瀬善太郎
石丸
学
上田正人
奥村圭二
小泉雄一郎
佐藤
尚
高橋
淳
寺山
朗
南島
晋
藤原航三
三浦永理
村石信二
湯葢邦夫

阿部世嗣
石本卓也
太田道広
小澤俊平
好田
誠
篠田弘造
竹田
修
仲井正昭
長谷崎和洋
古澤孝之
水内
潔
村上浩二
横井龍雄

有賀珠子
礒部繁人
大津直史
川喜多 仁
小林正和
柴田曉伸
田中真悟
中野正基
波多
聰
細川裕之
水口
隆
森戸茂一

◇

(五十音順，敬称略）

池田賢一
井手拓哉
大塚
誠
菊池丈幸
小山佳一
清水崇行
田中秀明
仲道治郎
畠山賢彦
本間智之
光原昌寿
山崎倫昭

池田大亮
上杉徳照
大沼郁夫
菊地竜也
佐々木泰祐
須藤祐司
田中將己
中村貴宏
廣澤渉一
松尾元彰
水本将之
山田高広

石川和宏
上田恭介
大野宗一
北嶋具教
佐藤和久
高木秀有
垂水竜一
柳楽知也
廣本祥子
松八重一代
宮岡裕樹
山室佐益

ま て り あ 第巻 第号（）
発行所



定価,円(本体 1,748円)(〒120円）
年間機関購読料金,円(税・送料込)
発行日 2014年 3 月 1 日
公益社団法人日本金属学会〒9808544 仙台市青葉区一番町一丁目1432 発 行 人 梶原義雅
印 刷 所 小宮山印刷工業株式会社
TEL 0222233685
発 売 所 丸善株式会社
FAX 0222236312
郵便振替口座 0221025592〒1050022 東京都港区海岸 1918

本 会 記 事・各種の研究試料に応じた特殊冶具作製にも対応いたします。
・試料の切断から埋め込み、研磨までを総合的に提案いたします。
・これまでの試料作製の実績から、最適な試料作製レシピを提案いたします。
特殊冶具例

真空吸着研磨用ホルダー

薄片試料研磨用ホルダー

溝加工入りホルダー

お客様の声を形にした真空吸着研磨
IM-P2&SP-L1（樹脂埋め込み試料用研磨装置）

アイエムティー株式会社 KWWSZZZHLPWFRMS
本社：〒649-1528●お問合せ先和歌山県日高郡印南町西ノ地1333

TEL.0738-43-0333

FAX.0738-43-0485

大 阪 支 店 営業部：大阪市中央区南船場4-6-22心斎橋ＭＳビル602号 TEL.06-6258-4555 FAX.06-6258-4556
東京営業所 営業部：東京都千代田区外神田5-1-5末広ＪＦビル９階
TEL.03-6803-2270 FAX.03-3835-3324 お問合せメールアドレス：info@e-imt.co.jp

第 3 種郵便物認可

平成26年 3 月 1 日発行「まてりあ」

日本金属学会会報

昭和38年 6 月 6 日第 3 種郵便物認可・平成26年 3 月 1 日発行（ 毎月 1 回 1 日発行）

第 巻 第 号︵

５３■■

サブミクロン球状金属粒子の新規作製法

放射光×高温高圧による Ti 系水素化物の研究「新技術・新製品」

３■■

春期講演大会プログラム（別冊付録）〜87︶132

日 本 金 属 学 会

53

2014

http://jim.or.jp/

Vol.53 No.3 ISSN 1340-2625

MTERE2 53（3）87〜132（2014）2014

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