Vol. 60

巻頭記事

MTERE2 60（5）249 〜 330（2021）

2021

まてりあ 60 巻記念企画：Back to 1962

・ 金属素描〜モリブデン〜

表彰

受賞者紹介（春）記念講演

高力学的生体適合性金属系バイオマテリアルのさらなる展開記念
講演

金属間化合物を利用した高温構造材料の状態図に基づいた組織設計指導原理と結晶粒界の役割

・ 講義ノート 金属製錬反応の速度論Ⅳ― プロセスシミュレーション ―・ 2021 年秋期講演大会講演募集
https://jim.or.jp/

No.5

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

日本金属学会会報 2021年5月1日発行（毎月1回1日発行）Vol.60 No.5 ISSN 1340-2625

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

2021
Vol.60
No.5

60巻記念企画
巻頭企画

Back to 1962国産旅客機 YS11が完成/米国初の有人地球周回飛行に成功 ……249

金属素描

No. 16

表彰

第66回学会賞受賞者 ……………………………254

第 4 回フェロー認定者 …………………………263

第62回技術賞受賞者 ……………………………255

第36回優秀ポスター賞受賞者 …………………263

第71回金属組織写真賞受賞者 …………………256

第 5 回高校・高専学生ポスター賞受賞者 ……265

第52回研究技能功労賞受賞者 …………………258

日本金属学会春賞の概要 ………………………267

第79回功績賞受賞者 ……………………………260

第29回奨学賞受賞者 ……………………………268

第60回谷川・ハリス賞受賞者 …………………261

第71回金属組織写真賞受賞作品 ………………269

第27回増本量賞受賞者 …………………………261

選評 ………………………………………………272

モリブデン(Molybdenum)

井田駿太郎 ……………………………………………253

新名誉員 …………………………………………262
学会賞受賞記念講演

高力学的生体適合性金属系バイオマテリアルのさらなる展開

本多記念講演

金属間化合物を利用した高温構造材料の状態図に基づいた組織設計指導原理と結晶粒界の役割 竹山雅夫 ………………………………………………………………………… 281

講義ノート

金属製錬反応の速度論―プロセスシミュレーション―

新家光雄……………273

北村信也 …………………289

鉄鋼製錬における真空脱ガス処理と溶銑脱リン処理を例に，反応速度と攪拌混合を考慮したプロセスシミュレー
ションモデルを紹介．

新進気鋭

高酸素腐食促進試験法の開発とコンクリート中鉄筋腐食研究への応用
土井康太郎…………………………………………………………………………………………………296

談話室

研究発表における「ねらい」と述語

思い出の教科書，この一冊 !

見方・考え方スポットライトBeautiful Metallic Flower～2 次元的金属結晶の形成～
武田春維

合金状態図

冨永ひすい

田中浩司 ………………………………………………301

三浦憲司，福富洋志，小野寺秀博(共著)三井好古 ……302

仲田姫菜………………………………………………………………………303

美しい金属の写真

Mater. Trans., 57(2016), 14181423; Figure 4 …………………………………………………………304

本会記事

会告 ………………………………………………305

会誌・欧文誌 5 号目次 …………………………325

2021年秋期大会講演募集………………………305

次号予告 …………………………………………326

研究集会 …………………………………………321

新入会員 …………………………………………326

掲示板 ……………………………………………321

金属学会講習会開催報告 ………………………327

2021年春期講演大会記録………………………323

行事カレンダー …………………………………328

今月の表紙写真ウサギ大腿骨に人工的に導入した欠損部のチタン合金製プレートによる 3 週間固定後の骨治癒状況．（新家光雄 著 279 頁
図21より抜粋）

表紙デザインビーコン コミュニケーションズ株式会社 グラフィックスタジオ
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）
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6
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3475
5619 E
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前2

前3

No. 16

モリブデン(Molybdenum)
東北大学

井

田

駿太郎

元素名 Molybdenum ，原子番号 42 ，質量数 95.94 ，電子配置［ Kr ] 4d5 5s1 ，密度 10.222 Mg ･ m－3 ( 293 K )，結晶構
株 アライドマテ
造体心立方，融点2903 K，沸点5100 K(1)，地殻存在量0.8 mg･g－1 (2)【写真】(a)Mo 板，純度99.95(リアル写真提供)，(b)MoSiBTiC 合金(Mo
5Si10B10Ti10C(at ))の1800°
C，24 h 熱処理後の反射電子像．

モリブデン(ドイツ語 Molybd äan )は，漢字では水鉛と書き，ギリシャ語で鉛の意の Molybdos に由来する．モリブデ
ンの代表的な鉱物である輝水鉛鉱( MoS2 )が，方鉛鉱( PbS )と似ていることから名付けられた．
その輝水鉛鉱は，銅鉱床の副産物として産出されることが多い．そのため，モリブデンと銅の鉱石生産量には相関がある．例えば，2017年のモリブデン鉱石生産量上位 4 カ国である中国(45)，チリ(20)，米国(15)，ペルー(9)は，銅の鉱石生産量上位 4 カ国でもある(3)．したがって，モリブ
デン精鉱の生産量は，銅鉱山の操業状況に依存する．モリブ
デン精鉱は，銅精鉱と分離され，焙焼することにより三酸化
モリブデン(MoO3)となる．この MoO3 を，テルミット反応
によりフェロモリブデン(FeMo)とする．あるいは，MoO3を昇華させ回収し，最終的に高純度金属モリブデンを得る．
モリブデンは世界で， 2017 年に 253.1 千 t 消費されており，これは，同じ高融点金属であるニオブの 58.9千 t，タン
グステンの 66.0 千 t よりも多い(3) ．その国別の割合は，中国(36)，欧州(25)，日本(10)そして米国(9)の順である．
モリブデンの特徴は，非常に高い融点( 2623 °C )である．
さらに高融点金属の中では，比較的低い密度(10.2 g･cm－3)と優れた加工性を有する．また，室温で優れた機械的性質や剛性を有している．他にも，優れた耐腐食性，高い熱伝導性，低い熱膨張係数を有する．一方で，酸化雰囲気下では，
MoO3 が形成する．これは約 750°
C 以上で顕著に昇華し，材料の肉厚を大きく減少させることが問題となる．
モリブデンの大半は，合金鋼，ステンレス鋼や工具鋼などに対し， Fe Mo や MoO3 の形で添加される．また，線材，棒材，板材とすることが可能であるため，高温炉のリフレク
ターや工具，金型などにも使用される．TMZ(TiZrMo)や
MHC(MoHfC)は，モリブデンに遷移金属炭化物を強化相として加えた実用合金であり，これらは熱間加工のダイスや鍛造金型などに用いられている．
モリブデンの今後を見据える上で，超高温材料としての利用が注目されている．これまで，次世代超高温材料として
MoSiB 基合金が長年にわたり研究されてきた．この合金は主に Mo 固溶体相と Mo5SiB2 ( T2 )相から構成され，優れた高温強度を有しているが，低い室温破壊靭性が問題となっ

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japanている．例えば，溶解鋳造法によって作製された MoSiB
基合金の室温破壊靭性値は 14 MPa(m)1/2 よりも低い(4)．この 問 題 を 解 決 す る た め 開 発 さ れ た の が ， TiC を 添 加 し た
MoSiBTiC 合金である．図(b)に溶解鋳造法によって作製された MoSiBTiC 合金(Mo5Si10B10Ti10C(at))のミク
ロ組織を示す．この合金の構成相は，延性相の Mo 相(明るいコントラスト)と強化相の T2 相(中間のグレーのコントラスト)および TiC 相(暗いコントラスト)である．本合金の室温破壊靭性値は 15 MPa(m)1/2 を超えている(5)．さらに，本合金のクリープ強度は Ni 基超合金のみならず，MoSiB 基
合金をも凌駕している(6)(7)．
室温破壊靭性向上の要因は，TiC の添加による組織変化やTiC 相自体にあると考えられている(5)(7)．本合金では，延性相である Mo 相が連続相となっている(図(b))．これは，共晶反応組成が TiC の添加により Mo 相側にシフトし，凝固組織が変化したことに起因する．また， MoSiBTiC 合金の破面では Mo 相だけでなく， TiC 相にもリバーパターン(破面に認められる川のような模様)が認められる．これは，Mo
相だけでなく，TiC 相も塑性変形し，破壊抵抗相として作用したことを示唆している．
現状の MoSiBTiC 合金の耐酸化性は十分でないため，大気雰囲気下での使用は大きく制限されている．しかし，室温破壊靭性，高温(クリープ)強度，そして耐酸化性を兼ね備えた次世代 MoSiBTiC 合金の開発に成功すれば，熱機関や高温構造体のシステム等に大きなブレイクスルーを起こすことは間違い無い．

文

献( 1 ) 金属データブック改訂 4 版日本金属学会，丸善，（2004).
( 2 ) R. L. Rundnick, et al.: ``The Crust'', Elsevier Ltd. (2004), 1
64.
( 3 ) Japan Oil, Gas and Metals National Corporation鉱物マテリ
アルフロー2018.
( 4 ) J. A. Lemberg, et al.: Adv. Mater., 24(2012), 3445
3480.
( 5 ) T. Moriyama, et al.: Intermetallics, 84(2017), 92
102.
( 6 ) S. Y. Kamata, et al.: Sci. Rep., 8(2018), 10487.
( 7 ) 吉 見 享 祐 ， 関 戸 信 彰 ， 井 田 駿 太 郎  ま て り あ ， 58 ( 2019 ) ,
370.
363

次号

金属なんでもランキング No. 14

中性子散乱長表彰 (日本金属学会)～2021 年 3 月 16 日(火)，下記の方々が本会の賞を受賞されました．おめでとうございます．今回は賞状の発送をもって，贈呈式に代えさせていただきました．～

第 66 回

日本金属学会賞受賞者
大阪大学 特任教授・東北大学 名誉教授

(2021 年 3 月 16 日)

新

家

光

雄 君

新家光雄君は，金属材料の中でも，特にチタン合金に関し，加工熱処理を駆使したミクロ
組織制御と強靭化の研究に邁進し，実際に材料を開発するなど，金属学分野に多大な貢献をして来ている．特に生体用合金では，新合金の開発，製造・加工技術，熱処理・加工熱処理による組織制御と高性能化を行い，さらに実用化に必須の生体組織親和性や細胞毒性などの性能評価にも幅広く成果を挙げている．以上の中で特筆すべき代表的な研究開発成果は，次のようである．
(1) 生体用低弾性率チタン合金の創製
毒性およびアレルギー性等の生体為害性のない構成元素からなる骨のヤング率に類似した
低ヤング率を有し，超弾性機能を発現する骨構造用チタン合金である b 型 Ti29Nb13Ta4.6Zr(TNTZ)合金を
d 電子合金設計法により設計・創製している．続いて，TNTZ 合金の低弾性率を維持したままでの高力学的生体適合化を冷間強加工を組み入れた加工熱処理による微細構造制御により達成している．本合金の低弾性率の有効性についても，動物実験により，初めて実証に成功している．また，本合金の生体機能化のための表面修飾に関しても多くを報告している．
(2) 生体用ヤング率自己調整機能型 b 型チタン合金の創製
脊柱固定器具用ロッド等では，骨吸収の抑制や良好な骨のリモデリングをもたらす全体が低弾性率で，変形後に高い形状維持機能をもたらす変形部のみが高弾性率となるチタン合金が有望で，それを満たすためには，変形部に高弾性率相である v 相が誘起されれば良いと考え，b 型 Ti12Cr 合金組成を見出し，変形後に 15以上のヤング率の増大に成功している．さらに，Ti12Cr 合金の Cr 量および酸素量を制御することにより，TWIP(双晶誘起塑性)を発現させ，1,000 MPa 以上の引張り強度で 20以上の伸びを得ている．
(3) 生体用低コスト低弾性率 b 型チタン合金の開発
TNTZ を含め，これまでの生体用低弾性率 b 型チタン合金は Nb, Ta, Mo, Zr 等の高コスト元素を多量に含有しているため，それらで構成されるインプラントは高額となるため，低コストなインプラントの需要も生じている．このため，資源が豊富で，毒性の低い Mn に着目し，生体用低コスト低弾性率 b 型 TiMn 合金の開発に成功している．
(4) 歯科精密鋳造用チタン合金の創製と歯科精密鋳造技術の開発
TNTZ は，歯科精密鋳造により，歯科補綴物への適用が可能であるが，融点が一般的なチタン合金と比較す
ると著しく高いため，生体為害性のない低融点である歯科精密鋳造用チタン合金が望まれている．このため，
TNTZ 合金から高融点である Ta を排除し，全率型固溶元素である Zr を増加させ，低融点金属で，かつ低コストである Cr, Fe や Si を加えた歯科精密用チタン合金を設計開発している．TNTZ 合金だけでなく，従来の歯科精密鋳造用チタン合金の融点は高く，チタン合金に適した歯科精密鋳造技術の開発が望まれている．このため，カルシアを用いた高融点鋳型の開発を行い，2 層カルシアコーティング法を開発し，この方法により，上記歯科精密鋳造用チタン合金による歯冠を始めとする種々の歯科補綴物の歯科精密鋳造に成功している．
(5) 生体用 CoCrMo 合金の高力学的適合化
ASTM 規格生体用 Co28Cr6Mo(CCM)合金は，高強度であることから，脊柱矯正器具用ロッド等に適用す
れば，ロッド径を小さくすること(ロープロファイル化)ができ日本人の体格に適したインプラントとすることが可能である．このためには，CCM 合金のさらなる高強度化が望まれる．そこで，CCM 合金に強歪加工法である高圧捩じり加工法(HPT)を施した後，短時間時効処理を施し，安定化した超微細 g 組織とすることにより，高強度・高延性・高疲労強度化を達成している．
(6) 歯科用低カラット貴金属合金に関する研究
我が国特有の歯科用低カラット貴金属合金である AgPdAuCuZn 合金に関して，種々の熱処理を施した場
合の疲労特性，機械的性質，摩擦摩耗特性とミクロ組織との関係を明確とし，本合金の熱処理による高力学的機能化へ貢献しているが，特に本合金の特異強化の解明での業績が顕著である．本合金は，溶体化・時候処理により高強度化するが，一定温度範囲からの溶体化のみで著しく高強度化する，いわゆる特異強化が生じる．この現相が析出し，高強度化
象は，一般の金属材料では，見られない．本合金では，溶体化時に，ナノオーダーの b′に寄与することを明確とした．この析出がスピノーダル分解に起因していることを予測している．
日本金属学会の運営に関しては，会長等多くの重職を務め，Materials Transactions，日本金属学会誌および
まてりあでの特集号，セミナー，シンポジウム等で数多くの主企画担当も務めている．また，チタン世界会議国際組織委員日本代表として 2007 年に第 11 回チタン世界会議 JIMIC5 を京都で開催した．他関係学会である日本バイオマテリアル学会，軽金属学会，日本機械学会，日本鉄鋼協会，TMS(米国)等にても理事・監事・評議委員・委員等を務め日本の金属学の発展のために貢献して来ている．



表

彰

第 62 回

日本金属学会技術賞受賞者(3 名)(2021 年 3 月 16 日)(50 音順)［アルミニウム・高熱伝導セラミックス一体型基板の開発］
株 常務取締役開発部長
DOWA パワーデバイス

小山内

英

世 君

受賞者は，金属セラミックス接合基板の研究者として，製品や材料，製造技術開発に従事してきた．近年は金属セラミックス基板とベース板を一体化した基板を開発し，新エネルギーや鉄道用パワーモジュールの小型化，高効率化に貢献．さらに放熱フィンまでを一体化した基板の開発に成功し，電気自動車用パワーモジュールの高信頼性，小型化に貢献．工業面のみならず，学術的にも，金属やセラミックス，異種材料の界面科学，接合体の熱サイクル負荷時の変形，鋳造・凝固プロセスなど，重要な課題を解決してきた．
［量子ビームを活用した先進的組織解析技術の開発］
株 先端技術研究所 上席主幹研究員
日本製鉄

谷

山

明 君

受賞者は，X 線や中性子線，電子線などの量子ビームを活用した先進的な組織解析技術の開発に従事してきた．溶融亜鉛めっき皮膜の合金化挙動や炭素鋼の相変態挙動の解明，
電磁鋼板の磁区観察などに動的観察技術を適用し，最近では，相変態や再結晶挙動などを直接観察可能な，高温その場結晶組織解析装置の開発に成功している．これらの研究成果
は，金属・鉄鋼材料の組織解析技術の発展のみならず，材料の機能・特性発現メカニズムに基づく製造プロセス提案や商品開発にも貢献するものである．
［ステンレス鋼の製造メタラジーに関する研究開発と実用化］
株 研究センター シニアフェロー
日鉄ステンレス

柘

植

信

二 君

受賞者は，鉄鋼メーカーの研究者として，極低 S 化・微量元素制御によるラインパイプ
用二相系ステンレス鋼の熱間加工性改善，高純度フェライト系ステンレス鋼へのオキサイ
ドメタラジー活用による鋳片の凝固組織微細化を通じた薄鋼板の加工特性向上， Mo, Ni
含有量を節減した省資源型二相系ステンレス鋼の鋼種開発と厚板および薄板製品への実用化等の実績を挙げてきた．ステンレス製品の製造コスト低減，機能向上，レアメタル使用量削減に向けた研究成果は学術的にも工業的にも価値の高い優れたものである．

◇

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

◇

◇




第 71 回

日本金属学会金属組織写真賞受賞者(2021 年 3 月 16 日)

最優秀賞 1 件(15 名)【第 3 部門】透過電子顕微鏡部門
「Al
Zn
Mg
Cu 合金における結晶粒界無析出物帯中の溶質クラスタ」

富山大学学術研究部
教授

富山大学大学院
ナノ新機能物質科学専攻
博士課程

富山大学学術研究部
助教

松田健二 君安元

透 君

Bendo Artenis 君

土屋大樹 君富山大学学術研究部

富山大学学術研究部

富山大学学術研究部

SINTEF 材料ナノテクノロジー部門

准教授

教授

教授

主任研究員

西村克彦 君布村紀男 君Marioara Calin 君

NTNU 大学院
物理学専攻
博士後期課程NTNU 大学院自然科学部

九州大学工学研究院機械工学部門

日本原子力研究開発機構
システム計算科学センター

教授

教授

研究主幹

Lervik Adrian 君

Holmestad Randi 君

戸田裕之 君山口正剛 君李

富山大学大学院
材料機能工学専攻修士課程
株)(現三菱アルミニウム

昇 原 君

北海道大学工学研究院
材料科学部門長岡技術科学大学
機械創造工学専攻

富山大学

准教授

准教授

名誉教授

池田賢一 君本間智之 君

池野

進 君

表

彰

優秀賞 2 件(13 名)【第 2 部門】走査電子顕微鏡部門「入射電子エネルギー 1 eV での SEM 観察による複相鋼組織の分離可視化」

株
JFE スチール
スチール研究所

株
JFE スチール
スチール研究所

主任研究員

主任研究員
(現 ISI of the Czech Academy of
Science, Electron Microscopy
Dept. Group Leader)

青山朋弘 君½S áarka Mikmekov áa 君
【第 3 部門】透過電子顕微鏡部門「高精度位相シフト電子線ホログラフィーによる n 型 GaN のドーパント濃度分布」

ファインセラミックスセンター
ナノ構造研究所

ファインセラミックスセンター
ナノ構造研究所

ファインセラミックスセンター
ナノ構造研究所

ファインセラミックスセンター
ナノ構造研究所

主席研究員

上級研究員

山本和生 君

仲野靖孝 君

松本実子 君穴田智史 君ファインセラミックスセンター
ナノ構造研究所

ファインセラミックスセンター
ナノ構造研究所

名古屋大学
未来材料システム研究所

名古屋大学
未来材料システム研究所

主席研究員

副所長

特任准教授

准教授

田中敦之 君本田善央 君

石川由加里 君平山司 君

名古屋大学工学研究科
電子工学専攻博士後期課程名古屋大学工学研究科
電子工学専攻博士前期課程安藤悠人 君小倉昌也 君ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

名古屋大学
未来材料システム研究所
教授

天野

浩 君



第 52 回

日本金属学会研究技能功労賞受賞者(10 名)(2021 年 3 月 16 日)(50 音順)東北大学工学部・工学研究科技術部 助手

赤

尾

昇 君

受賞者は， 1990 年の奉職以来，共通実験施設の薄膜作製・表面分析装置の維持・管理
および運用を行い，合金薄膜や化合物複合被覆プロセス開発に貢献するとともに，多くの学生・研究者の材料分析支援を行った．特に，X 線光電子分光法による自己修復性防食機能を有する金属・酸化物薄膜の機能発現評価に成果をあげた．また，分析装置間のデータ比較が可能なソフトウエアを自主開発するなど，研究者が求める材料表面組成・状態分析
技術の高度化に取り組み続けており，学術研究の進展に貢献した功績は顕著である．
株 研究センター
日鉄ステンレス

東

方

和

之 君

受賞者は，入社以来 38 年間にわたりステンレス鋼の物理分析および腐食試験に従事
し，高加工性フェライト系ステンレス鋼や省合金 2 相ステンレス鋼等，数多くの新商品開発および実用化に大きく貢献してきた．例として，X 線回折装置を用いた集合組織測定における独自の試料調整技術の開発，電子線マイクロアナライザーにおける窒素分析精度の向上，棒鋼試料に対する定荷重応力腐食試験方法の確立等が挙げられる．また，部下・後輩への指導・育成にも熱心に取り組み，ステンレス鋼の発展への功績は顕著である．
株 技術部 主席
パルステック工業

伊

藤

晴

久 君

受賞者は，入社以来 34 年にわたり，大容量光ディスク検査装置と cos a 法による携帯型迅速 X 線応力測定装置の動作に必須のソフトウェア設計・製作を，卓越した創意工夫で推進してきた． 100 GB 級大容量光ディスク装置では独自の検査アルゴリズムが業界標準に認定され，携帯型 X 線応力測定装置では光ディスク信号処理の経験から現場作業性に優れたソフトウェア開発に貢献した．これらは材料物性や計算状態図などのデータベース構
築，品質管理などに必須で，鉄鋼・非鉄材料分野の材料科学発展に顕著な功績が認められる．
造幣局研究所研究開発課 作業長

植

田

晃

之 君

受賞者は，入局以来 38 年間，貨幣製造工程の一つである圧延及び成形作業に従事後，研究開発部門に在籍し，貨幣等への微細加工に関する研究開発などを行い，例として，マシニングセンタによる貨幣用金型への加工技術について， CAD / CAM システムの導入，開発，実用化に至るまで長きにわたって貢献を続けてきた．新たなマシニングセンタによる微細加工技術は，潜像技術など貨幣に対する国民の信頼維持には欠かせない偽造防止技
術の高度化に寄与するなど，貨幣製造に関する研究開発及び社会貢献への功績は顕著である．
福井工業大学 センター管理課

永

見

順

一 君

受賞者は，11 年間企業で培った高度の金属加工技術を基に，25 年間，学生への技術教
育や研究用実験装置の製作などで貢献してきた．日々の学生指導における優しい人柄から，親しみを感じる学生，教職員が多いだけでなく，技能検定に挑戦する学生に対しては
熱意ある指導を行い，毎年合格者を排出する優れた指導力も有している．また，製作された研究用実験装置の機能・性能は製作依頼者の期待を上回ることも多い．以上のように，研究開発の為の基盤形成・発展に果たした役割は，非常に大きく，その功績は顕著である．
株 尼崎事業所材料評価部 専門主幹
日鉄テクノロジー

星

野

信

也 君

受賞者は，入社以来 35 年間にわたり，耐候性材料の評価ならびに耐食性改善の研究開発支援業務に従事してきた．屋外暴露をはじめ長期にわたる耐食性の試験評価の中で，安定して信頼性の高いデータを提供することに優れた能力を発揮し，表面処理鋼板の研究開発に大きく貢献した．さらに，若手の技能系社員や技術者の育成にも力を注ぎ，研究環境整備と体制構築に大きな貢献を果たした．これらは，耐食材料開発の陰の功労者として高く評価される功績である．



表

彰

株 技術開発本部 係長
日本製鉄

星

野

剛

吏 君

受賞者は，入社以来 39 年間にわたり，油井管，ラインパイプ等の鋼管材料の研究開発の支援業務に従事してきた．特に，高温・高圧の硫化水素環境のような過酷な腐食環境用の材料開発のため，実環境を模擬した数々の難度の高い腐食試験技術を確立し，多くの高性能鋼管の実用化を支えてきた．その試験技術は業界の標準試験法制定に貢献したものもあり，社外からの評価も高い．試験職場の指導者として人材育成にも大きく貢献しており，その多岐にわたる研究開発への功績は顕著である．
株 技術開発研究所
大同特殊鋼

松

尾

一

成 君

受賞者は，入社以来 40 年間にわたり，星崎工場製造部門に加え，研究開発部門にて塑
性加工技術に関する研究開発の試作業務に従事してきた．特に，高合金材料の温間高速鍛造技術の基礎研究や実機を模擬した温熱間鍛造金型の損傷試験を再現性高く運用するため鍛造設備の安全性担保や改良に尽力し，温熱間鍛造金型損傷メカニズムの解明につなげた
功績が挙げられる．現在も現場で培った経験や技能を駆使し，研究所全体の安全活動に携わっており，その多岐にわたる研究開発への貢献と功績は顕著である．
旭川工業高等専門学校技術創造部 技術職員

三田村

均 君

受賞者は，本校採用以来 CNC フライス盤等を用いた高い工作技術により，多くの教員
研究に大変大きく貢献してきた人物である．加えて，科学研究費奨励研究として採択された“女子にも優しい鋳もの作り応援装置の開発と技法研究”，および“明るい老後を過ごすためのお年寄りに優しい「畑作業のお助け機械」の試作”，あるいは学生向けの学習教材として，缶の高さや材質の違いにより流すレーンを適切に制御する飲料缶用コンベアラ
インの作成にも取り組んでおり，地域社会や学生教育への貢献も顕著である．
東京大学生産技術研究所物質環境系部門 技術専門員

簗

場

豊 君

受賞者は，奉職以来 30 年に渡って教員の研究教育活動を技術的に支援し，大学院生への技術指導，また，共同して実験研究を行ってきた．例として，硬質・脆性材料の破壊靭性の新たな評価方法を考案し，成果として主著論文 15 編を上梓した．
また，各種分析機器の操作や技術支援に貢献してきた．特に，固体核磁気共鳴装置の管理者として，大学院生や教員へ操作指導，測定法の改良や構造解析に携わり，非晶質酸化物等を対象に 29 編の共著論文となるなど，材料科学における研究教育への貢献は顕著である．

◇

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

◇

◇




第 79 回

日本金属学会功績賞受賞者(6 名)(2021 年 3 月 16 日)(部門別 50 音順)［学術部門］［酸化物が示す機能の微視的起源に関する研究］
九州大学大学院工学研究院 准教授

佐

藤

幸

生 君

受賞者は，酸化物が示す機能の微視的起源に関する研究を行ってきた．代表的な成果として，酸化亜鉛セラミックスの結晶粒界における非線形電流―電圧特性発現メカニズムの解明，圧電体単結晶における強誘電ナノドメイン電場応答のリアルタイム直接観察，電場
印加その場電子顕微鏡法の確立・高度化ならびにその応用などがある．これらの成果は機能性セラミックスの特性発現メカニズム解明ならびに新材料開発に大きく資するものとして国内外から高く評価されており，今後の更なる発展が期待される．
［鉄鋼材料の相変態と破壊挙動に関する研究］
物質・材料研究機構構造材料研究拠点 グループリーダー

柴

田

曉

伸 君

受賞者は，鉄鋼材料のミクロ組織と破壊挙動に関する基礎研究を継続的に行ってきた．
特に，マルテンサイト変態などの相変態におけるミクロ組織形成機構を電子顕微鏡や中性子回折を駆使して明らかにしている．最近では，組織学的な視点からのき裂伝播挙動を破壊力学と関連付けるような新たな研究を行っており，マルテンサイト鋼における水素脆性
破壊の結晶学的特徴やき裂伝播挙動と破壊特性の相関を解明している．これらの成果は鉄鋼材料研究の発展に大きく貢献しており，今後の幅広い研究展開が期待される．
［鉄鋼材料の強靭化を目指した組織と力学特性に関する研究］
東京工業大学物質理工学院 准教授

中

田

伸

生 君

受賞者は，一貫して鉄鋼材料の組織と力学特性に関する研究に従事している．合金設計と加工熱処理による組織制御を得意としながら，転位論やマイクロメカニクスにも通じており，次の課題において大きな研究業績を残している． bcc fcc 逆変態の熱力学と速度論，複合組織の不均一変形，組織形成と力学特性に及ぼす内部応力の効果．これらの成果
は，鉄鋼材料の強靭化を探求する基礎的なものであり，その遂行は材料科学だけでなく，産業界が必要とする工学分野にも大きく貢献するものである．
［金属合金の凝固・変形のその場観察を利用した溶接・鋳造欠陥形成機構の解明］
物質・材料研究機構構造材料研究拠点 主幹研究員 柳 樂 知

也 君

受賞者は，高輝度 X 線を利用した金属合金の凝固現象，固液共存体の変形挙動のその場観察手法を開発し，結晶成長・相変態などの組織形成機構や固液共存体の変形時に生じる凝固割れの形成機構の解明に取り組んできた．近年では溶接・接合現象へと研究を展開
し，高輝度 X 線を利用したアーク溶接での凝固割れの発生・伝播機構や固相接合中での組織形成機構の解明など独自性の高い優れた研究成果を挙げつつある．今後も先駆的な研究手法により溶接・接合分野においてさらなる研究の発展と活躍が期待される．
［交差相関効果の制御による磁気機能性材料の開発］
大阪大学大学院工学研究科 准教授

藤

枝

俊 君

受賞者は，磁性と熱量もしくは弾性との交差相関効果を磁気機能性材料の開発に取り入れた．具体的には，鉄基化合物の遍歴電子メタ磁性転移に伴う巨大磁気熱量効果を制御して，応用上注目される磁気冷凍用材料を開発した．また，同化合物のメタ磁性転移に伴う大きな等方体積磁歪に着目して，従来材料に必須の結晶方位制御が不要の巨大磁歪材料として有望であることも示した．さらに，最近では鉄基合金の逆磁歪効果の振動発電への応用に取り組み，優れた発電特性の実証およびその発現機構の解明に成功しており，上記材
料分野でさらなる活躍が期待される．



表

彰

［技術部門］［極限環境下での使用に耐えうる新規材料の技術開発］
株 技術開発研究所耐食・耐熱材料研究室 室長
大同特殊鋼

小

柳

禎

彦 君

受賞者は，金属材料の極限性能が要求される分野に関する研究開発に従事し，これまでに Ni 合金，TiAl 合金，Ti 合金などで微細組織制御を基軸とした材料設計やプロセス改善
により，数多くの製品開発に成功してきた．特に，Ni 合金では特異組織を有する NiCr
Al 合金の組織形成過程を詳細に調査し，従来の Ni 合金とは異なる強化機構を解明した．
また，TiAl 合金や Ti 合金については材料の基盤研究だけでなく製造技術の発展にも貢献するなど，学術的な視点だけでなく工業的な製造技術の発展まで幅広い分野で貢献した．

第 60 回

日本金属学会谷川・ハリス賞受賞者(2 名)(2021 年 3 月 16 日)(50 音順)［LPSO 型マグネシウム合金に関する研究］
熊本大学 先進マグネシウム国際研究センター センター長

河

村

能

人 君

受賞者は，高強度と高耐熱性と難燃性を有する画期的な LPSO 型(長周期積層構造型)マ
グネシウム合金を開発し，シンクロ型 LPSO 構造という新奇な原子配列構造とキンク強化という新しい材料強化機構を発見するとともに，LPSO 型マグネシウム合金の溶解・精製
技術，鋳造技術，塑性加工技術，接合技術などの工業的に重要なモノづくり技術を開発して，マグネシウム合金に関する構造材料分野の学術および工業技術の発展に貢献した．
［軽量構造材料の変形挙動に関する研究］
東北大学大学院工学研究科 教授

小

池

淳

一 君

受賞者は，軽量構造材料の変形・破壊機構の研究に従事し，従来の理解を覆す成果を次々に発表してきた．特に，マグネシウム合金多結晶材料において，強い塑性異方性によって発生する粒界での集中応力・ひずみに着目し，新たな変形・破壊機構を見出して当該分
野の学術的発展に貢献した．また，チタン合金やアルミニウム合金の超塑性変形において変形誘起による相変化や粒界における融解現象を見出すなど新規かつ重要な知見を明らかにし，学術的にも工業技術的にもその貢献は大きい．

第 27 回

日本金属学会増本量賞受賞者(1 名)(2021 年 3 月 16 日)［機能性材料としての骨微細構造配向化機構の解明とそれに基づく骨金属インプラントに関する研究］
大阪大学大学院工学研究科 教授 中 野 貴 由 君
受賞者は，生体骨の多様な機能発現を結晶配向性等の金属学を基軸に解明し，先駆的な成果を挙げ，学際領域における異方性骨材料学を構築した．骨微細構造配向性を骨質指標に，骨再生や骨疾患形成機序の解明，創薬支援等を可能とし，骨系細胞・遺伝子レベルでの配向核形成因子の発見，配向化機構解明，配向化制御法を樹立，歯科・股関節・脊椎金属インプラントの臨床応用をも実現した．一連の成果はスカラーからベクトル・テンソル
へと骨医療を根底から変革するものであり，世界的に高く評価されている．

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan日本金属学会新名誉員(2 名)(2021 年 3 月 16 日)(50 音順)株 中央研究所 技術顧問・大阪大学 名誉教授
岩谷産業

中

嶋

英

雄 君

中嶋英雄君は， 1977 年東北大学大学院工学研究科博士課程修了後，米国レンスレア工科大学博士研究員，東北大学金属材料研究所助手，助教授，岩手大学工学部教授を経て1996 年大阪大学産業科学研究所教授に就任した．2012 年に退職後，(公財)若狭湾エネル
株 中央研究所技術顧問に就任し，現在に至ギー研究センター所長に， 2019 年に岩谷産業
っている．この間，日本学術会議第 22～ 23 期会員・材料工学将来展開分科会委員長，日本金属学会主催ポーラス金属・発泡金属国際会議( JIMIC4)組織委員長などを歴任し，材料工学の発展に貢献した．
主な研究業績は，金属および化合物における拡散，ロータス型ポーラス金属の製法，物性および応用開発，人工超格子・ナノ中空球の作製などの基礎物性から材料開発に至る幅
広い分野において多数の先駆的研究を行ったことである．
浮遊帯溶融法を用いて従来育成の困難であった大きなチタンの単結晶を作製し，チタン中での遷移金属原子の高速拡散機構を明らかにした．また，L12 型および L10 型金属間化合物や準結晶における拡散機構を世界に先んじて解明した．
ガス雰囲気下の溶解凝固法でロータス金属を開発し，連続鋳造法によってロータス金属の低コスト・量産化を実現し工業化への道を拓いた．ロータス金属の特異な機械的性質，
衝撃エネルギー吸収特性，吸音性，熱伝導度などの発現機構を解明し，ポーラス材料学の確立に貢献した．さらにロータス金属を用いた高性能ヒートシンクを開発することに成功
し，応用の道を開きつつある．国外でも強い関心がもたれ，ロータス金属の基礎，応用研究が展開されるに至っている．
これらの研究業績に対して本会においては学会賞，増本量賞，村上記念賞，功績賞，谷川・ハリス賞，論文賞，学術功労賞，ジェフリース賞などを受賞し，また日本金属学会副会長を務め，本会の発展のために大いに貢献した．
東北大学 名誉教授

丸

山

公

一 君

丸山公一君は， 1976 年に東北大学大学院博士課程を単位取得退学後，同年東北大学助手に採用され，1993 年教授に就任し，2013 年には東北大学名誉教授となった．
この間，主として高温構造材料に関する研究や人材育成に従事してきた． TiAl 合金は有望な軽量高温材料であり，その高強度化には 2 相層状組織の最適化が不可欠である．同
君らは，系統的な実験研究に基づいて， TiAl 合金層状組織の設計および安定化指針を提案し， TiAl 合金の高温強度向上に貢献した．耐熱 Mg 合金は，自動車等の軽量化をとおして地球環境問題に貢献できる魅力ある材料である．ただし，高温強度の向上と延性改善に課題がある．同君らは，耐熱 Mg 合金の材料設計の基本的考え方，粒界すべりの寄与による延性の向上などを提案し，耐熱 Mg 合金の発展に寄与した． 10 万時間を超える長期に渡って使用する高温構造材料では，短時間の試験結果を外挿して長時間性能を高精度評価する手法の確立が不可欠である．同君らは，高温材料の破壊に至る組織損傷プロセスに立脚した長時間強度評価法を提案し，耐熱鋼の長時間強度の高精度評価を可能にした．最近も同君は，10 万時間を超える時間域での耐熱鋼の強度特性評価に関する学術論文の執筆を続けている．
同君は，教科書「高温強度の材料科学クリープ理論と実用材料への適用」や「金属便覧」，「鉄鋼便覧」，「 Creep resistant steels」などの本での高温クリープ変形・破壊に関する節の執筆をとおして，高温材料の研究者や技術者の育成にも貢献した．また，JIMIC やJIMIS など，本会が主催する国際会議の運営をとおして，本会の国際活動も支援した．
これらの業績に対し，本会より谷川ハリス賞，増本量賞，功労賞，村上記念賞などが授与されている．同君は，日本金属学会副会長，理事として，本会の発展にも尽力した．



表

彰

第4回

日本金属学会フェロー認定者(2 名)(2021 年 3 月 16 日)(50 音順)東北大学
マイクロシステム融合研究
開発センター

九州大学
名誉教授

教授

鈴木

茂 君

第 36 回

東田賢二 君優秀ポスター賞受賞者

30 名(2021 年 3 月 16 日授賞)
(五十音順)

多孔質 Si を用いた流体透過型熱電変換

高周波マグネトロンスパッタ法による生デバイスの作製とその特性(P53)

体適合性 TiCa 膜の作製と評価(P87)

茨城大学 あべ松雄太朗君，

名古屋大学 加藤敦士君，稗田純子君

橋本康孝君，日山洋平君，永野隆敏君，
池田輝之君
ナノポーラス金アクチュエータを用いたレーザー肉盛法による NbC 粒子分散型

周期的引張刺激の細胞シートの配向性へ

Ni3(Si, Ti)合金肉盛層の作製と特性評価(P18)の影響(P29)
京都大学 呉裴征君 ，澤木祥伍君，袴田昌高君，馬渕大阪府立大学 神谷咲良君，金野泰幸君，
産業技術総合研究所 山口拓人君，

守君

萩野秀樹君，AlFe 二元系過共晶合金積層造形体の高温における組織変化(P90)
名古屋大学 王

文苑君，高田尚記君，

鈴木飛鳥君，小橋眞君，

あいち産業科学技術総合センター 加藤正樹君

東北大学 千星

聡君

蓄熱用 Zn Al 系合金相変化マイクロカ
プセルの開発(P99)
北海道大学 川口貴大君，坂井浩紀君，
能村貴宏君

SUS310S ステンレス鋼の低温度域における塑性変形と水素との相互作用による脆化促進(P74)
九州工業大学 小笠原佑衣君，
横山賢一君

動発電デバイスへの応用(P58)

拓君，藤枝 俊君，

東北大学 枦修一郎君，石山和志君，

鈴木

茂君，

大阪大学 清野智史君，中川

山本孝夫君

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

対するミクロ組織の影響(P42)
芝浦工業大学，物質・材料研究機構 黒田知暉君，
増山晴己君，

方向性電磁鋼板のユニモルフ U 字型振大阪大学 岡田

耐熱 Ti 合金三次元積層材の力学特性に貴君，

物質・材料研究機構 戸田佳明君，
物質・材料研究機構，東京大学 松永哲也君，
富山県立大学 伊藤

勉君，

物質・材料研究機構 渡邊

誠君，

大阪大学 小笹良輔君，石本卓也君，

中野貴由君，
芝浦工業大学 下条雅幸君，
物質・材料研究機構，東京大学 御手洗容子君Effect of Zirconium addition on the

NiFe 合金の結晶粒微細化挙動および力

mechanical strength and thermal diffu-

学特性に及ぼす Fe 含有量の影響(P8)sivity of ODSCu(P47)

豊橋技術科学大学 田 o 陽斗君 ，藤田

Tohoku university GAO Zimo 君，嶺君，佐藤宏和君，足立

LIU Yuchen 君，余

一君

浩君，

望君，戸義近藤創介君，笠田竜太君
イオンビーム分析を用いたリチウムイオン伝導性ガラスセラミックスの水素同位体吸収過程の解明(P52)
名城大学 小寺加藤

拓君 ，宇佐見太毅君，僚君，五十嵐勝生君，土屋文君

Al 合金/合金化溶融亜鉛めっき鋼板接合

界面の反応相形態(P24)茨城大学 佐近隆介君 ，岩本知広君，
黒木颯仁君，清水優歌君，大阪大学 松田朋己君，小椋

智君，

佐野智一君，廣瀬明夫君

硝酸電解液パルス陽極酸化におけるNiTi 合金上への耐食皮膜成長(P32)

北見工業大学 谷保大樹君 ，山 o 華子
君，舘佳純君，古仲雄亮君，大津直史

君
走査型電気化学顕微鏡を用いて評価した
Pt 単結晶表面の水素酸化反応および過酸化水素生成特性(P76)
東 北 大 学 富森
轟

雄君 ， 林 謙 汰 君 ，直人君，和田山智正君

ナノ構造 Pd の水素応答特性(P103)

塑性異方性に依存するバウシンガー効果

東京理科大学 長谷川修也君，の支配的機構(P70)石黒

熊本大学 佐藤将義君 ，眞山

孝君，片木実緒君

剛君，

山崎倫昭君，河村能人君
第一原理計算と機械学習による低ヤング
摩擦攪拌点接合された Al 合金/合金化率ハイエントロピー合金の探索(P16)

溶融亜鉛めっき鋼板接合界面の組織解析

大阪大学 林

(P79)

兵庫県立大学 藤井

源太君，佐藤和則君，将君

茨城大学 清水優歌君 ，岩本知広君，
黒木颯仁君，佐近隆介君，
大阪大学 松田朋己君，小椋

智君，

佐野智一君，廣瀬明夫君
TiB2 焼結体特性に及ぼす機械的合金化

助剤の影響(P43)
東北大学 陣場優貴君 ，近藤創介君，
余浩君，奥野泰希君，野上修平君，

笠田竜太君

ボールミリングによる fcc Ti 相形成に及ぼす添加元素の影響(P41)
豊橋技術科学大学 原輝君，亀谷長諒君，戸義一君，足立

望君，

CIMAV Tejeda

Armando 君，

Ochoa

Martin Herrera Jose 君，
CINVESTAV Cabanas
Moreno J. Gerardo 君

TiNi 合金における ClausiusClapeyron

パ ル ス 磁 場 を 印 加 さ れ た Fe 29.5Ni型関係式に関する実験的考察(P9)(at)合金におけるマルテンサイト変態

東京工業大学 堀の臨界磁場及び組織(P10)

東京工業大学，東京医科歯科大学 海>

大阪大学 宋東京工業大学 田原正樹君，細田秀樹君

雨君，鳴海康雄君，

勇一君 ，邱

君，
晃君，

萩原政幸君，杉山昌章君，寺井智之君，
福井工業大学 掛下知行君

鉄合金マルテンサイトのバリアント結合則に及ぼす格子不変変形の影響(P63)
東京工業大学 高橋

希君，篠原百合君，

稲邑朋也君，
日本製鉄株式会社 田中泰明君

Ti3SiC2MAX 相 セ ラ ミ ッ ク ス に お け る

キンク組織形成と変形機構の相関(P19)千葉工業大学 松井大輝君，
物質・材料研究機構 森田孝治君，
千葉工業大学 寺田大将君，北海道大学 池田賢一君，三浦誠司君

表彰複数の底面すべりにより形成されたキンStudy on creep behaviors of FeMnCr

クバンドの結合状態の解析(P39)

AlC austenitic steels by small punch

東京工業大学 松村隆太郎君 ，深堀恒creep test(P48)

輔君，篠原百合君，稲邑朋也君

TohokuUniversity LIU Jiarui 君，

WANG Haoran 君 ， YU Hao 君 ，
KONDO Sosuke 君，1723 K における Al2O3CaOSiO2Cu2O

KASADA Ryuta 君， Aomori Prefecture

系スラグ中の Pd と Pt 金属粒子の粒成

Quantum

長(P81)

Toko 君，

早稲田大学 村田敬君，山口勉功君

Science

Center TOKUNAGA

Hokkaido University OONO Naoko 君

二ホウ化チタンの高温酸化性に及ぼすア
ルミニウム浸漬処理の影響(P95)

マクロファージ/幹細胞共培養下におけ東北大学 若旅航基君 ，陣場優貴君，る金属イオンの骨形成に対する影響

近藤創介君，余(P82)
名古屋工業大学，産業技術総合研究所 安江
産業技術総合研究所 李

浩君，奥野泰希君，笠

田竜太君

光君，

誠鎬君，

名古屋工業大学 小幡亜希子君，春日敏宏

君

第回高校生・高専学生ポスター賞受賞者(最優秀賞件，優秀賞件)(2021 年 3 月 16 日発表)
最優秀賞

優秀賞

1. 自己修復性を有する金属防食用電着塗装の開発(HSP4)1.

旭川工業高等専門学校

形成条件を探る～(HSP1)

煌めきの銅葉～電析による銅薄膜の田りん君，千葉 誠君(指導教員)

茨城県立水戸第二高等学校

鈴木香里奈君，橋万葉君 ，冨澤英士君(指導教員)

2.

スティックスリップ現象における理論周期の導出と検証(HSP11)
岡山県立津山高等学校

荒田祐希君，仁木心音君 ，保田千代
君，仲達大輔君(指導教員)

2.

アルミニウム合金表面に形成したス

クラッチシールド皮膜と合金元素の耐食性に対する影響(HSP2)
旭川工業高等専門学校

黒田啓介君，千葉 誠君(指導教員)
3.

アルミニウム合金のアノード酸化とこれによるクラック形成(HSP3)
旭川工業高等専門学校

齋藤向葵君，千葉 誠君(指導教員)

4.

二層構造を有するアルミニウム合金

防食用自己修復性塗膜(HSP5)
旭川工業高等専門学校

古川沙姫君，千葉 誠(指導教員)

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan




5.

ルミノール反応における触媒の濃度9.

ビスマス結晶の色彩．性質に関すると照度・時間の発光時間の関係(HSP6)

研究～塩基性環境下における結晶の変化

岩手県立水沢高等学校～(HSP20)小倉

北海道旭川西高等学校

紫君 ， 石 川 憂 菜 君 ， 梅 原 彩 奈

内海優羽君 ，高田紗良君，尾田孝広君

君，小原未夕君，高橋一成君(指導教員)(指導教員)
6.

アルミ缶を原料とした人工宝石の合

10.

リンゴの酵素的褐変防止について成(HSP7)(HSP22)

福島県立福島高等学校

奈良県立青翔高等学校

廣居桜子君 ， 三 澤 春 果 君 ， 溝 井 敬 大譽田友也君， 田口直弥君，井上達也君

君，本理恵君(指導教員)(指導教員)

7. Effect of improving fuel efficiency by

11. 電気分解における電極中の気体の挙

reducing the weight of highspeed trains

動の考察(HSP23)

and electric vehicles(HSP8)岡山県立津山高等学校

Chongqing Weiming School (high school),

菅原 壮 太君 ， 牧 祐 太 君 ， 河 野 春 馬China君，長尾修志君，栗栖冬翔君，井上直樹

KIM SEONGJUNE 君，君(指導教員)KIM IJUNE 君，(Middle school) KIM
12. 絹繊維の判別の研究(HSP24)GYUMIN 君，JI CHEN 君(指導教員)

宮城県立仙台第三高等学校

8.

菌糸の獲得と成長～カンゾウタケの渡邉

律君，齋藤悠敏君，麦嶋大地

子実体栽培を目指して～(HSP16)

君，細谷海心君，森

宮崎県立宮崎北高等学校

君(指導教員)愛斗君，松原啓

表彰

小 山 佳 那 君 ，  山 奨 真 君 ， 山口勘護

君，永野尭夫君(指導教員)

◇



◇

◇

◇日本金属学会春賞の概要◇
学会賞
The Japan Institute of Metals and Materials Gold Medal Award

金属及びその関連材料の学術および科学技術の振興に顕著な貢献をした国際的学者に対する授賞．

技術賞
The Japan Institute of Metals and Materials Industrial Achievement Award

金属及びその関連材料に関する工業技術の進歩発展に貢献した者に対する授賞．

金属組織写真賞
The Japan Institute of Metals and Materials Metallography Award (Best Prize, Excellent Prize, Fine Work Prize)

金属および周辺材料に関する学術上または技術上有益と認められる組織写真に対する授賞(最優秀賞，優秀賞，奨励賞)．
1. 光学顕微鏡部門
2. 走査電子顕微鏡部門(分析，EBSD 等を含む)
3. 透過電子顕微鏡部門(STEM，分析等を含む)
4. 顕微鏡関連部門(FIM, APFIM, AFM, X 線 CT 等)部門

研究技能功労賞
The Japan Institute of Metals and Materials Technical Skill Award

多年にわたり卓越した技術により金属の試験及び研究上欠くべからざる装置の製作，資料調
整，測定及び分析などを通じて他の方々の研究成果に大いに貢献した，いわゆる「かげの功労者」に対する授賞．
対象授賞時に満 50 歳以上で通算 30 年以上実務に従事したもの．

功績賞
The Japan Institute of Metals and Materials Meritorious Award

金属学及びその関連材料分野の学術又は工業技術の進歩発達に寄与する有益な論文を発表した
もの又は有益な特許を取得したもので，将来を約束されるような新進気鋭の研究者，技術者に対する授賞．
対象技術部門を除いて 5 月末時点で 45 歳以下の研究者
部門学術部門，技術部門

谷川・ハリス賞
The Japan Institute of Metals and Materials TanikawaHarris Award

構造材料分野又は高温プロセスに関連する金属及び関連材料分野の学術又は工業技術の発展に貢献することが大であると認められたものに対する授賞．

増本量賞
The Japan Institute of Metals and Materials Masumoto Hakaru Award

機能材料分野で卓越した新素材の創出又は発明により貴重な研究業績を上げて，同分野の学理
又は技術の進歩発展に貢献することが大であると認めれらたものに授賞する．

日本金属学会・日本鉄鋼協会 奨学賞
The Japan Institute of Metals and Materials & The Iron and Steel Institute of Japan
Young Student Award

材料分野の発展への貢献が期待できる学生(大学は学士課程 4 年に在学する学生，高等専門学
校は専攻科 2 年に在学する学生)の奨励を目的に日本金属学会・日本鉄鋼協会が奨学賞を設け，授賞．

優秀ポスター賞
The Japan Institute of Metals and Materials The Best Poster Award

ポスターセッション発表者を対象に，優秀なポスターおよび発表者に対して授賞する．

高校・高専学生ポスター賞
The Japan Institute of Metals and Materials The Best High School Poster Award

高校生・高専学生ポスターセッション発表者を対象に優秀なポスターおよび発表者に対して授
賞する．

・

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・

・

・

・

第回技術賞，第回功績賞，第回谷川・ハリス賞，
第回増本量賞，受賞候補者推薦依頼～Web フォームによる推薦になりました～
技術賞，功績賞，谷川・ハリス賞，増本量賞，の各受賞候補者の推薦をお願いいたします．本会では多数の優秀な候補者を表彰し奨学に資したいという考えから，広く一般会員からの推薦(3 名連名の正員)を求めております．下記要領により積極的にご推薦下さい．
＊候補者本人による推薦書の提出は認めておりません．
推薦を求める賞(2022 年 3 月に受賞予定)
技術賞(第回)
功
績
推薦締切
候 補 者
推薦資格
推薦方法
問 合 先

賞(第回)

谷川・ハリス賞(第回)

各賞共通 年月日(水)各賞共通 個人を対象とします．
各賞共通 本会代議員 1 名または，正員 3 名による推薦
Web フォームより推薦内容を入力下さい．
〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432(公社)日本金属学会 各種賞係  0222233685

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan増

FAX 0222236312%

本量賞(第回)Email: award＠jim.or.jp




第回

日本金属学会・日本鉄鋼協会 奨学賞 受賞者 名 (2021年 3 月)

(50音順)

室蘭工業大学工学部

芝浦工業大学工学部

東北大学工学部

富山大学工学部

九州大学工学部

早稲田大学基幹理工学部

九州大学工学部

荒木勇磨 君石原

岩下翔太 君岡田真悟 君小川大樹 君

加藤慎一 君川津孝介 君奨 君

金沢工業大学工学部

名古屋大学工学部

京都大学工学部

群馬大学理工学部

千葉工業大学工学部 島根大学総合理工学部

大阪大学工学部

北村鈴香 君熊谷風雅 君

黒岩省吾 君小坂豪志 君

駒澤雄飛 君

小宅雄真 君齋藤悠宇 君秋田大学理工学部

仙台高等専門学校専攻科

京都大学工学部

長崎大学工学部

兵庫県立大学工学部

東京工業大学物質理工学院 名古屋工業大学工学部

齋藤佑樹 君佐藤優斗 君塩谷太基 君清水裕紀 君鈴木雄裕 君

高橋あまね 君金沢大学理工学域

豊橋技術科学大学工学部

東京大学工学部

近畿大学理工学部

長岡技術科学大学工学部 鈴鹿工業高等専門学校専攻科

東京大学工学部

竹中崇一郎 君田o陽斗 君谷

谷川慎太郎 君豊場亮太 君中川遼一 君長原颯大 君和樹 君

武井悠朔 君愛媛大学工学部

北海道大学工学部

東海大学工学部

大阪大学工学部

北海道大学工学部

名古屋大学工学部

九州工業大学工学部

難波

西西脇圭亮 君

能勢和史 君橋本明賢 君浜島明宏 君

林

絃 君

侃 君

亮佑 君

茨城大学工学部

大阪府立大学工学域

熊本大学工学部

東北大学工学部

岩手大学理工学部

横浜国立大学理工学部

茨城大学工学部星

真下理彩 君増永隆佑 君松尾直樹 君松川奈愛 君宮下大輝 君山川海斗 君香川大学工学部

関西大学化学生命工学部 東京理科大学基礎工学部 東京工業大学物質理工学院

東北大学工学部

吉岡遼太 君

吉田湧太 君渡邊直樹 君翔太 君

吉成朝子 君

劉

宇星 君

表

彰

第71回
第 1 部門光学顕微鏡部門

日本金属学会金属組織写真賞

第 2 部門走査電子顕微鏡部門

第 3 部門透過電子顕微鏡部門

最優秀賞 (2021年 3 月17日)

第 4 部門顕微鏡関連部門〔第 3 部門〕AlZnMgCu 合金における結晶粒界無析出物帯中の溶質クラスタ(1)富山大学

Bendo Artenis 君

土屋大樹 君李

松田健二 君昇原 君

SINTEF Marioara D. Calin 君
九州大学株)
透 君(現・三菱アルミニウム

布村紀男 君NTNU Lervik Adrian 君

戸田裕之 君北海道大学

安元

西村克彦 君

進 君

Holmestad Randi 君

日本原子力研究開発機構

池田賢一 君池野

長岡技術科学大学

山口正剛 君本間智之 君超々ジュラルミンとして知られる Al Zn Mg 合金は，強度と延性の改善の目的で Cu が添加される．この合金では平衡相は h 
MgZn2 であり，Cu を含むことから S 相(Al2(Cu, Mg))等の析出も予想される．一方で Cu は結晶粒界に化合物を形成するあるいは偏析するとされ，耐食性を劣化させる原因ともされている．本実験では Zn/Mg≒2 を含む AlMgZn2 合金に対する Cu の効果について調査する目的で行われた．TEM は TOPCON 002B を加速電圧 120 kV で，HAADF
STEM は coldFEG Jeol ARM200F を 200 kV
で 使 用 し た ． 図  は 473 K で 0.96 ks 時 効 し た Al 3.7 mol.  Zn 1.8 mol.  Mg 1.0 mol.  Cu ( ZM42HC ) 合 金 の 結 晶 粒 界 近 傍 の
HAADFSTEM 像である．ここで測定される結晶粒界を挟む一般的な無析出物帯(conPFZ)の幅は約 400 nm であり，結晶粒内は主として中間相 h' と平衡相 h が存在した．図は図 1 中で白四角点線で示した A 領域の拡大像である．この倍率で結晶粒界から片方の結晶に対して約 35 nm 程度離れた箇所から結晶粒内側に向かって析出物らしきコントラストが確認された．図(a)は，図 1 中の B 領
域，図 2 中の PFZ 内の白四角点線で示した領域をさらに高倍率で観察した画像を示す．白矢印で示した部分は溶質クラスタと考えられ，それらの典型例を画像処理して拡大した画像を図 3(b)と(c)に示す．さらにこの高倍率での EDS マップと点分析によって，これらのクラスタには Zn の強度は大変低く，主として Mg と Cu が対応することを確認したので，これらの模式図をそれぞれ図 3 (d )と(e)に示す．なお，粒界析出物は Cu を含まない 2 元系 MgZn 化合物であった．図 3(d)と(e)は著者らが時効硬化型 Al 合金の初期構造として提案した MgSi(Al), MgSiCu, MgAlCu, MgAlZn という第 2 クラスタの構造(2)に類似している．さらに Kovarik とMills(3)が AlCuMg 3 元系合金の GPBII の HAADFSTEM 像として示した peanuts pattern と酷似している．以上の結果から，本合金では結晶粒界から片側約 35 nm，平均の PFZ の幅としては約 70 nm がいわゆる無析出物帯(nPFZ)であり，そこから結晶粒内に向かっては主として Mg Al Cu 系クラスタ( GPB II )が存在し，そして結晶粒界から片側約 200 nm ，平均の PFZ の幅として約 400
nm 付近からは h'/h が主たる結晶粒内の析出物として存在すると考えられた．
文 献(1) K. Matsuda, et. al: Mater. Trans., 60 (2019), 1688
1696.
(2) K. Matsuda, et. al: Mater. Trans., 58 (2017), 167175.
(3) L. Kovarik and M. J. Mills: Acta Mater., 60 (2012), 38613872.

図1
図2
図3

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan473 K，0.96 ks 時効した ZM42HC 合金の結晶粒界近傍の HAADF
STEM 像．
図 1 中で白四角点線で示した A 領域の拡大像．
(a) 図 2 中の PFZ 内の白四角点線で示した領域(図 1 中の B)の拡大像．
(b)，(c) 図 3 中に白矢印で示したようなクラスタの典型例の画像処理像．
(d)，(e) それぞれ図 3(b)と(c)の模式図．( Al(Z＝0.5)， Al(Z＝0)，
Mg(Z＝0.5)， Mg(Z＝0)， Cu(Z＝0.5)， Cu(Z＝0))．




第71回

日本金属学会金属組織写真賞

優秀賞 (2021年 3 月17日)〔第 2 部門〕入射電子エネルギー 1 eV での SEM 観察による複相鋼組織の分離可視化
株
JFE スチール
株 (現 ISI CAS)
JFE スチール

青山朋弘 君½S áarka Mikmekov áa 君

近年，自動車用鋼板は強度と加工性の両立のため，鉄鋼組織の複相化と微細化が進み，エッチング組織を走査電子顕微鏡(SEM)観察する従来方法による解析が困難になってきた．本研究では，試料に加速電圧と同程度の電圧をかけて入射電子を数 eV まで減速した
超低加速での SEM 観察により，複相鋼の組織を分離可視化することを試みた．図(a)は，電子線後方散乱回折法(EBSD)の相マップと Image Quality マップの重畳マップであり，赤の領域がフェライト(F)相，緑の領域がオーステナイト(A)相，赤黒い領域がマルテンサイト(M)相にあたる．1 keV(図(b))や 2 eV(図(c))の SEM 像では，粒内のコントラストは一様で各相の識別はできなかったが，
1 eV にすると各相を異なる明度で識別できた(図(d))．これは，各相の仕事関数の違いにより生じた表面電位差によって電子反射量が変化したためと考えられる()．本手法は，鉄鋼材料のみならず，これまで識別が困難であった材料の組織観察に応用できると期待される．本研究は国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業未来開拓研究プロジェクトの一環による成果
です．
文 献(1) T. Aoyama, ½S áarka Mikmekov áa, H. Hibino and K. Okuda: Ultramicroscopy, 204 (2019), 15.

第71回

日本金属学会金属組織写真賞

優秀賞 (2021年 3 月17日)〔第 3 部門〕高精度位相シフト電子線ホログラフィーによる n 型 GaN のドーパント濃度分布(一財)ファインセラミックスセンター

名古屋大学

田中敦之 君

山本和生 君本田善央 君

仲野靖孝 君安藤悠人 君

松本実子 君穴田智史 君

石川由加里 君平山司 君

小倉昌也 君

天野浩 君

位相シフト電子線ホログラフィーは，高い空間分解能と高い計測精度を両立できる位相計測法である．今回，n 型 GaN 内部のドー
パント濃度分布をクリアに観察することに成功した(1)．図(a)に示すように，単結晶 GaN 基板上にドーパント(Si)の濃度を一桁ずつ変化させたサンプルを作製した．冷却 FIB を用いて，歪みや異物をできるだけ抑制した断面 TEM 試料を作製した(図(b))．結像系に搭載した 2 本の電子線バイプリズムを用いて，フレネル縞が重畳しない一様なホログラム(図(c))を撮影できるレンズ条件を採用し，さらに，照射系に搭載した電子線バイプリズムを用いて，高い精度で干渉縞のみをシフトさせた50枚のホログラムを撮影し位相像の再生を行った．図(d)に再生位相像，図(e)に 1 次元の位相プロファイルを示す．濃度の異なるすべての層をはっきりと区別することができている．
文 献(1) K. Yamamoto, K. Nakano, A. Tanaka, Y. Honda, Y. Ando, M. Ogura, M. Matsumoto, S. Anada, Y. Ishikawa, H. Amano and T.
Hirayama: Microscopy, 69 (2020), 110.

図(a) n 型 GaN サンプルの模式図，(b) 断面 TEM 像と SIMS によるドーパント濃度分布，(c) 電子波干渉縞(ホログラム)，(d) 位相シフト再生法によって再生された位相像，(e) 水平方向の 1 次元位相プロファイル．

表

彰

第71回

日本金属学会金属組織写真賞

奨励賞 (2021年 3 月17日)〔第 1 部門〕Weck's 試液を用いた組織観察における試液温度の影響
東京工業大学Lei Simin 君

原田陽平 君

熊井真次 君

アルミニウム合金組織のミクロ偏析は EPMA などを用いた微小領域の分析によって調べられてきたが，Weck's 試液を用いた腐食により，定性的ではあるが広範囲のミクロ偏析を光学顕微鏡により短時間で可視化できる．今回，腐食時間を12秒間と一定とし，試
液温度を種々に変化させた．図(a)ではアルミニウム母相と共晶 Si 相の形態やサイズの情報のみ得られる．一方，図(b)(e)では初晶
アルミニウム相の内部や共晶領域にカラーコントラストが観察される．呈色メカニズムは，試液の主原料である KMnO4 が Al と反応することで MnO2 被膜を形成し，その厚さや被膜直下の基材表面粗さが可視光の干渉に影響を及ぼすと考えられている．組織中の溶質濃度分布によって腐食のされ方が異なり，基材表面の粗さや被膜の厚さが変わることで種々の色に呈色する．今回，腐食時間のみならず試液温度もカラーコントラストに大きな影響を及ぼすことが確認された．

図A356 ( Al Si Mg 系)アルミニウム合金のセミソリッドダイカスト材の光学顕微鏡写真( a ) 研磨まま，( b )(e ) Weck's 試液による腐食，試液温度(b) 15°
C，(c) 20°
C，(d) 25°C，(e) 30°
C．

第71回

日本金属学会金属組織写真賞

奨励賞 (2021年 3 月17日)〔第 4 部門〕Nb 添加鋼の相界面で重畳した偏析と析出の 3DAP 観察
東北大学金属材料研究所

張

咏杰 君

宮本吾郎 君東北大学工学研究科(現中国・清華大学)

古原

忠 君

董

浩凱 君

強炭化物生成元素を添加した鋼のフェライト変態時に，移動するフェライト(a)/オーステナイト(g)界面で生じる元素偏析およびそれに伴う合金炭化物の相界面析出が広くモデル化されてきたが，実験的な証拠が乏しい現状がある．図( a )は， Nb 添加低炭素鋼の750°
C30 s 部分変態材における a/g 相界面近傍の 3DAP 測定結果である．a 側においてシート面上に分布したナノサイズの NbC 相界面析出が特定な方向より観察される一方，それと同時に a/g 相界面における Nb の偏析も確認される．図(b)と(c)にそれぞれ，シート
面または相界面の直上から観察した Nb 原子の分布と濃度コンタープロットを示す．Nb の偏析が生じた相界面においても，合金炭化物の生成初期に対応する濃化領域がコンタープロットにより可視化され，相界面で重畳した Nb の偏析と析出の直接証拠となる．

図(a) Fe0.1C0.06Nb 合金(mass)の750°
C，30 s 変態材におけるa/g 相界面近傍の Nb 原子マップ．(b)と(c)はそれぞれ(a)に示した相界面析出のシート面内または相界面内の Nb 原子マップと濃度コンタープロット．

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan




第71回

金属組織写真賞応募作品

選評

本年度の応募件数は 1. 光学顕微鏡部門 2 件，2. 走査電顕微鏡部門)は，空間分解能と位相計測精度を両立した

子顕微鏡部門 2 件，3. 透過電子顕微鏡部門 5 件，4. 顕微「位相シフト電子線ホログラフィー」により， n 型窒化ガ

鏡関連部門 1 件の計10件であった．

リウム中のドーパント濃度が明瞭に可視化されており，技選考委員会での事前評価結果を理事会において報告し，

術的にも学術的にもレベルの高い作品として評価された．

金属組織写真賞規則に従って，最優秀賞 1 件，優秀賞 2

今後の半導体分野における研究開発において有用な研究手件，奨励賞 2 件の授賞を決定した．部門の内訳は光学顕法となることが期待される．

微鏡部門 1 件，走査電子顕微鏡部門 1 件，透過型電子顕微鏡部門 2 件，顕微鏡関連部門 1 件であった．

奨励賞(部門別，受付番号順) 1 件目「 Weck's 試液を用いた組織観察における試液温度の影響」(1. 光学顕微鏡

Web 審査を踏襲し，選考委員 20名に順位点と評価点(5点満点)，および評価の高い作品については選定理由の記部門)は，アルミニウム合金の腐食による光学顕微鏡像の載を依頼した．その結果，最優秀賞 1 件，優秀賞 1 件，

組織内の溶質濃度に対するコントラストの変化からミクロ

奨励賞 2 件が選ばれた．

偏析を明瞭に可視化することに成功している．光学顕微鏡

最優秀賞「AlZnMgCu 合金における結晶粒界無析出
物帯中の溶質クラスタ」( 3. 透過電子顕微鏡部門)は，既存の時効硬化型アルミニウム合金の結晶粒界近傍領域に存を用いた組織観察の教材や組織写真集における光学顕微鏡

在する PFZ 内部を TEM ，電子回折， HAADFSTEM 法等によるマルチスケールでの精緻な観察と解析を行うこと

奨励賞 2 件目「Nb 添加鋼の相界面で重畳した偏析と析出の 3DAP 観察」(4. 顕微鏡関連部門)は，相界面析出をにより， PFZ 内に溶質クラスタを発見し，そしてその形態・分布を明らかにした成果は材料学的に極めて優れてお3DAP 法により偏析と析出を観察し，従来観察することが大変困難であったフェライト・オーステナイト相界面に現り，学術的価値の高い作品として評価された．

れる析出物の分布状態を明らかにした点，さらに実験条件

優秀賞(部門別，受付番号順) 1 件目「入射電子エネル
ギー 1 eV での SEM 観察による複相鋼組織の分離可視化」を制御して炭化物のクラスタの空間分布の解明とした点が変化と腐食温度との関係を系統的に調査したもので，微細法の応用例としても利用できる優れた作品であると評価された．

評価された．

( 2. 走査電子顕微鏡部門)は，これまで誰も手掛けてこな
今回の選に惜しくも漏れた作品もレベルの高い力作が多かった入射電子エネルギー 1 eV での SEM 観察により，試料の電子構造を反映した新しいコントラストを利用しかった．他の学会に類を見ない独自性と学術性を重んじてて，複相鋼中のフェライト相，オーステナイト相，マルテ

きた金属組織写真賞の継続と発展のために，今後ますますンサイト相の同定が， SEM のコントラストで可能であることを実証した先駆的な成果であることが評価された．

優れた組織写真の応募を大いに期待したい．

優秀賞 2 件目「高精度位相シフト電子線ホログラフィ

金属組織写真賞委員会委員長

松田健二(富山大学)

ーによる n 型 GaN のドーパント濃度分布」( 3. 透過電子



表

彰

工を施す方法(11)が簡易的であるが，さらに高強度化すると

.

は じ

め

に

共に生物学的生体適合性をも改善する方法，不純物元素を利用する方法等もある．

骨に代表される硬組織代替器具(インプラント)の構成材料
としては，金属材料(金属系バイオマテリアル)が多用され，




強歪加工

近年では，その中で最も生体親和性に優れるとされるチタン

金属材料では，ECAP(Equal Channel Angular Pressure)，

合金系バイオマテリアルへの注目度が高く，それらの実用化

ARB(Accumulative Roll-Bonding)，HPT(High Pressureも進んで来ている．生体用チタン合金では，一般構造用チタ

Torsion)等に代表される強歪加工を施すことにより超微細粒

ン合金の生体用への転用から生体為害性の無い構成元素で構が得られ強度の著しい改善が可能である．

成される合金の研究開発へと進み，さらに近年では，生体骨生体用低弾性率型 b 型チタン合金である TNTZ 合金に対類似機能をも考慮した合金の研究開発が精力的に行われるよ

して溶体化処理後圧下率 80 の強圧延を施し種々の回転数

うになっている．著者らのグループでは，生体骨への応力遮( N )で HPT を施した場合( TNTZHPT(N＝1～60) )および溶体化

蔽を抑制することが重要と考え，生体為害性の無い元素から処理後圧下率80の強圧延を施した場合(TNTZCR)の強度となり，生体骨への応力遮蔽の抑制に有効と考えられる骨類似延性との関係を図(12)に示す．1 回の回転数(N)にて引張りのヤング率を有する生体用低弾性率 b 型チタン合金である

強さが1000 MPa に至り，伸びが低下するものの10を超えTi29Nb13Ta4.6Zr(TNTZ)合金を設計・提案し(1)，基盤となる力学的生体適合性の評価および改善，動物や細胞を用いた生物学的生体適合性の評価を行ってきた(2)(9)．本稿では，それらに続いて著者のグループが新たに展開した高力学的生体適合性チタン合金，すなわち TNTZ 合金を中心とす
る生体用低弾性率 b 型チタン合金の研究開発成果について
紹介する．

.

高力学的機能化

低弾性率金属系バイオマテリアルの高力学的機能化が要求されるが，低弾性率を維持したままで高力学的機能を付与することが望まれる．これには，なるべく弾性率を上昇させな
いで溶体化・時効処理を施す方法(10) ，溶体化処理後に汎用的な加工法である圧延，鍛造，スウェージング等による強加図1

溶体化処理後強圧延した TNTZ ( TNTZCR )および溶体化処理後強圧延し回転数( N )を 1 ～ 60 で HPT を施した
TNTZ(TNTZHPT at N＝1 to 60)の力学的特性．

2021年 3 月17日，オンラインにおける日本金属学会第168回春期講演大会にて講演．
東北大学名誉教授，大阪大学特任教授
Further development of mechanically biocompatible metallic biomaterials; Mitsuo Niinomi(Professor Emeritus, Tohoku University,
Specially Appointed Professor, Osaka University, Suita)
Keywords: mechanical biocompatibility, biological biocompatibility, btype titanium alloy, low Young's modulus, oxygen, severe plastic
deformation, low cost, bioactive surface modification, bioactive ceramic, blood compatible polymer
2020年11月24日受理[doi:10.2320/materia.60.273]

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan




図2

図3

結晶子直径およびミクロ歪と回転数(N)との関係．

図4

溶体化処理後時効処理した TNTZ(TNTZAT)に HPT を施した場合の力学的特性と HPT の回転数(N)との関係．

図5

溶体化処理を施した TNTZ(TNTZST)，溶体化処理後時
効処理を施した TNTZ ( TNTZAT )，溶体化処理後時効処理を施した後 HPT を施した TNTZ(TNTZAHPT)および Ti64 ELI 合金表面にてヒト骨芽細胞を 307 K にて，
6 h 培養後の生存細胞数．

溶体化処理後強圧延した TNTZ ( TNTZCR )および溶体化処理後強圧延し回転数( N )を 1 ～ 60 で HPT を施した
TNTZ(TNTZHPT at N＝1～60)のヤング率．

る値を維持している．さらに回転数を 10 回に増大させると，引張り強さは，1200 MPa 程度となり，伸びがさらに低下するが 6程度を保っている．溶体化あるいは強圧延加工を施した場合に比べ，引張り強さは，大幅に増加している．
図(13)(14) に HPT を TNTZCR に施した場合の結晶子直径およびミクロ歪と HPT での回転数との関係を示す． TNTZCRに HPT を施すことにより結晶子直径がナノオーダー化し，溶体化処理後の TNTZ 合金( TNTZST )，溶体化処理後時

回転数と共に低下する．HPT を施すことによりミクロ組織

効処理を施した TNTZ 合金( TNTZAT )，溶体化処理後時効(結晶粒)の超微細化が達成され，強度が著しく改善すること処理を施し HPT を施した TNTZ 合金( TNTZAHPT )およびがわかる．種々の回転数にて HPT を TNTZCR に施した場

Ti64 ELI 合金表面でヒト骨芽細胞を 6 h 培養した後，接着合のヤング率を図(12) に示すが，回転数を増大させることした生存細胞数を評価した結果を図(16)に示す．TNTZAHPTによりヤング率は，低下傾向を示す． HPT を施すことによでの接着細胞数が最も大きいことがわかる．これは，結晶粒り，集合組織がより強く形成されることが原因と考えられる．

の微細化による結晶粒界の増大に起因する表面エネルギーの溶体化後にヤング率が低弾性率とみなされる 80 GPa 程増大により濡れ性が増大し，ヒト骨芽細胞の接着性がより良度(10)に維持出来る範囲にて時効処理を施し，HPT を適用す好となったためと考えられる．したがって，結晶粒を微細化ると( TNTZAHPT )，図(13)(15) に示すように，さらに引張りすることで生物学的生体適合性も改善されることが期待され強さが増大し， 10 回以上の回転数にて引張り強さが約 1400

る．

MPa 程度となり，伸びも 12 が維持されている．その場合，ヤング率が上昇するが約 87 GPa で，生体用として広く用いられて来ている(a＋b)型 Ti6Al4V ELI (Ti64 ELI)合

不純物元素の利用

チタン合金では，従来酸素(O)は，チタン合金の脆化の原

金のヤング率である 110 GPa(2)(9) に比べて低く，低ヤング

因となることから，不純物元素とみなされ，出来るだけ O

率が維持されている．

含有量を低下させることが一般的である．しかし，最近では，



学会賞受賞記念講演

図6

図7

溶体化処理を1063， 1073および 1093 K で 3.6 ks 施した
酸素含有量が 0.1 ， 0.2 ， 0.4 mass の TNTZ (それぞれTNTZ0.1，TNTZ0.2 および TNTZ0.4)の力学的特性．

図8

溶体化処理を1063， 1073および 1093 K で 3.6 ks 施した
酸素含有量が 0.1 ， 0.2 ， 0.4 mass の TNTZ (それぞれTNTZ0.1 ， TNTZ0.2 および TNTZ0.4 )のヤング率 Ti 
6Al4V ELI 合金のヤング率も併記してある．

図9

溶体化処理を施した酸素含有量が 0.1 ， 0.3 ， 0.5 および
0.7 mass  の TNTZ 合 金 ( そ れ ぞ れ ， 0.1O ， 0.3O ，
0.5O および 0.7O )の力学的特性 Ti 6Al 4V ELI 合金の力学的特性も併記してある．

Ti38Nb(0.13, 0.24, 0.46)O 合金の(a)引張り応力歪曲線および(b)力学的特性．

O が低コストで生体為害性も無く，豊富に存在しており，かつ侵入型軽元素でチタン合金への固溶量が多いことから，チタン合金の固溶強化による力学的生体適合性の改善(高強度化)および低コスト化に利用されるようになって来ている．
図(17) に O を 0.13 ， 0.24 および 0.46 mass 含有する生体用 b 型 Ti38Nb 合金(それぞれ Ti38Nb0.13O，Ti38Nb
0.24 および 0.46Ti 38Nb 0.46O )の引張り応力歪曲線(図 6(a))および力学的特性(0.2耐力，引張り強さ，伸びおよびヤング率)(図 6(b))を示す．図 6(a)に示す引張り応力歪曲
線では，Ti38Nb0.13O で見られる変形誘起 a″マルテンサ
イトに起因する 2 段階降伏現象が O の増大と共に消滅し，強度が上昇して行く．図 6( b )に具体的に示すように， O 含有量の増加と共に強度(0.2耐力および引張り強さ)が上昇
し，伸びは減少することが明白にわかる．この傾向は，チタン 合 金 に お け る 一 般 的 な 傾 向 で あ る が ， O 含 有 量 が 0.46
massと高濃度になっても伸びは，約 25と良好な値を保っている．この O 含有量で，引張り強さは，約 800 MPa となっており， Ti64 ELI 合金のそれに匹敵するようになる．
一方，ヤング率は，図 6( b)に示すように， O 含有量の増大に伴い，若干上昇するが， Ti 38Nb 合金では，高濃度 O にて，低ヤング率を維持したままで良好な強度延性バランスを得ることが可能である．
同じく生体用 b 型チタン合金である TNTZ 合金でも，0.4

さらに， TNTZ 合金では，通常では，低応力破壊傾向とな

mass程度の O 含有量まで Ti38Nb 合金の場合と同様な強るような高濃度の O を含有させることにより，低ヤング率

度，伸びおよびヤング率の傾向を示す(図および(18) )．

を維持したままで，強度および延性の両者が増大する特異なま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan




図 10

溶体化処理を施した酸素含有量が 0.1 ， 0.3 ， 0.5 および0.7 の TNTZ 合金(それぞれ 0.1O ， 0.3O ， 0.5O および
0.7O)のヤング率Ti6Al4V ELI 合金のヤング率も併記してある．

図 12

溶体化処理を施した酸素含有量が 0.1 ， 0.3 ， 0.5 および0.7の TNTZ 合金(それぞれ， 0.1O， 0.5O および 0.7O)の繰返し数が 104 での TEM 明視野像写真( BF )，制限
視野回折図形(ASED)および暗視野像写真(DF)．（オンラインカラー）

図 11

溶体化処理を施した酸素含有量が 0.1 ， 0.3 ， 0.5 および0.7の TNTZ 合金(それぞれ，0.1O，0.3O，0.5O および
0.7O )の S N 曲線 Ti 6Al 4V ELI 合金の疲労限範囲も併記してある．

現 象 を 示 す ． 図(19)(20) に TNTZ に O を 0.1 ( 0.1O ) ， 0.3( 0.3O )， 0.5 ( 0.5O )および 0.7 ( 0.7O ) massを含有させ，溶体化処理を施した場合の力学的特性(0.2耐力，引張り強さ

図 13

溶体化処理を施した酸素含有量が 0.1 ， 0.5 および 0.7 の
TNTZ 合金の繰返し数が 105 で誘起された a ″マルテン
サイトの幅と酸素含有量との関係．

および延性(伸び))を示す．強度(0.2耐力および引張り強さ)は，O 含有量の増大と共に増大している，これは，チタ

O 含有量と共に上昇するが， 0.7O においても，低ヤング率

ン合金における一般的な傾向である．一方，伸びは， 0.3の指標となる 80 GPa 以下(10) となっており， Ti64 ELI 合金

massの O 含有量にて低下するチタン合金で一般的に理解の場合に比べて，かなり低いヤング率となっている．

されている傾向を示すが，それ以上の O 含有量では， O 含

TNTZ 合金の疲労強度も高 O 含有量により改善される．

有量と共に増大する特異な傾向を示す．このような強度およ図(20)に 0.1O，0.3O，0.5O および 0.7O の最大繰返し応力

び延性の変化は，O 含有量に伴う変形様式の変化により生じと破断までの繰返し数との関係(SN 曲線)を Ti64 ELI 合金

ると考えられる(20) ．そこで， 0.1O ， 0.3O および 0.7O の変の疲労限範囲と共に示す．O 添加量の増大と共に疲労強度が形挙動を解析したところ，0.1O では，｛332｝〈113〉双晶変形

上昇し， 0.5O および 0.7O の疲労強度が Ti64 ELI 合金の疲および変形誘起 a ″マルテンサイト変形による変形が支配的労限のレベルに達している．この場合，繰返し応力によりで，これらの変形およびすべり変形の組み合わせにより，大a ″マルテンサイトが誘起されており，図(20)に繰返し数がきな伸びが発現することが示されている．一方， 0.3O およ104 での 0.1O，0.5O および 0.7O の透過電子顕微鏡観察で得び 0.7O では，すべり変形が支配的であるが，前者では直線られた明視野像，電子回折パターンおよび暗視野像を示すよ的な単一すべり変形が支配的で粒界破壊傾向が見られ，後者

うに，その幅が O 添加量の増大と共に減少する．繰返し数ではより均一な多重すべり変形が支配的で粒界への歪の局所が 105 での各合金の a ″マルテンサイトの幅を数値化して図集中が緩和されることで加工硬化率が大きくなり，大きな伸(20)に示す．明らかに a″マルテンサイトの幅が O 含有量のびが得られる．一方，ヤング率は，図(19)に示すように，増大と共に減少することがわかる．この O を含有させるこ

学会賞受賞記念講演

とによる疲労強度の上昇は，O の固溶強化および結晶粒微細化強化の両強化メカニズムに因ると考えられる．

細胞を 24 および 72 h 培養後にその生存数と培養細胞数との比を評価した結果を示す．24 h の培養では，PS 以外の合金間で生存細胞数に有意差は認められない．しかし， 72 h 培.

低コスト低弾性率 b 型チタン合金

養後では， Ti 18Mn および CP Mn での生存細胞数が他の場合に比べて低くなっている．したがって，Mn 含有量が13

TNTZ 合金等の力学的および生物学的生体適合性に優れるとされる生体用 b 型チタン合金は，高コストである Nb，mass までは， Ti 64 ELI 合金の場合と同等の細胞適合性を有していると判断される．

Ta や Mo を多量に含有している場合が多いことから，それ.

らの元素を低コスト元素である Mn や Cr で置き換えた低コ生物学的生体適合性の付与

スト低弾性率 b 型チタン合金が提案されるようになって来ている．

チタン合金は，金属系バイオマテリアルの中で最も生体適その一つである TiMn 合金については，歯科用合金とし合性に優れるが，生体機能性に乏しい．チタン合金に生体機ての研究開発例(22)(23)があるが，生体用低弾性率合金を目指

能性を付与するためには，生体活性セラミックス修飾や血液して研究開発が進められるようになったのは比較的最近のこ適合性ポリマー修飾が有効である．

とである．低弾性率を獲得するために準安定 b 相となる Mn
含有量を決定する必要がある．
Ti Mn 2 元系合金にて Mn 含有量を 6 ～ 18 massと変化

生体活性セラミックス修飾では，骨との早期癒合を達成することが主目的であり，ハイドロキシアパタイト( HAp )に代表されるリン酸カルシウム修飾が最も一般的である．チタ

させ，溶体化後の相構成を検討した結果では，Mn 含有量がン合金への代表的な HAp 修飾法としては，アルカリ処理，

8 ～ 9 mass  以 上 で b 相 単 相 と な る こ と が 判 明 し て い

電気化学処理，インバートガラスディプコーテイング処理，る(24)(25)．このことから，低弾性率を得ることが出来る b 相

プラズマ溶射，スパッタリング，化学蒸着(CVD: Chemical

単相とするためには， Mn 含有量を 9 mass 以上とすることが望ましいと考えられる．Ti(6～13)Mn 合金のヤング率
を Ti64 ELI 合金のそれと比較して図(25)に示す．Ti9Mn
合金のヤング率が最も低いが，この場合低弾性率チタン合金
としてはやや高めのヤング率となっている．ただし， Ti64
ELI 合金のヤング率に比べてかなり低くなっている． Ti 
6Mn 合金のヤング率は，Ti64 ELI 合金の場合と比べて，かなり高くなることから，Ti(9～18)Mn 合金の力学的特性を図(25) に示す．ヤング率の最も低い Ti9Mn 合金においては，引張り強さおよび伸びがそれぞれ約 1000 MPa および
20となっており，Ti64 ELI 合金の強度および延性バランスに匹敵している．
図(25) にコントロールとしての PS ( polystyrene )，工業用純チタン(CPTi)，Ti(6～18)Mn 合金，工業用純マンガ

図 15

溶体 化処理を 施した Ti ( 6 ～ 18 ) Mn 合金 および Ti 
6Al4V ELI 合金の力学的特性の比較．

図16

PS(polystyreneコントロール)，工業用純チタン(CPTi)，Ti(6～18)Mn 合金，工業用純マンガン(CPMn)
および Ti 6Al 4V ELI ( Ti64 ELI )合金表面において
MC3T3E1 細胞を(a)24および(b)72 h 培養後の生存細胞数と培養細胞数との比．

ン( CPMn )および Ti64 ELI 合金表面において MC3T3 E1

図 14

溶体化処理 を施した Ti ( 6 ～ 18 ) Mn 合 金および Ti 
6Al4V ELI 合金のヤング率の比較．

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia JapanVapor Deposition)，物理蒸着(PVD: Physical Vapor Deposition)，有機金属化学蒸着(MOCVD: Metal Organic Chemical
Vapor Deposition)等が挙げられる(26)．

Sr2＋ の放出に起因する．

金属系バイオマテリアルに軟組織適合性を付与する手段として血液適合性ポリマーであるセグメントポリウレタン

TNTZ 合金では，比較的多量の Nb および Zr を含有する( SPU: Segmented Polyurethane ) を 修 飾 す る 方 法 が あために，アルカリ処理法等では HAp の析出がこれらの元素

る(30)．チタン合金表面に SPU を修飾することでチタン合金を含有しない純チタンや Ti64 ELI 合金の場合等と比較してを人工腱，人工臓器等へ適用することが期待される． SPU

遅延する傾向を示す(27) ．これに対して，アルカリ処理でのをチタン合金表面へ強固に修飾するためには，シランカップ

溶液(水酸化ナトリウム(NaOH)溶液)濃度および温度やそれ

リング処理を施すことで達成可能である．シランカップリンへの浸漬時間を増大させたりすることで対処可能であるが，

グ 剤 と し て ， g MPTS ( Methacryloxypropyltrimethoxysi-

アルカリ処理後に塩化カルシウム(CaCl2)処理を施し，そのlane ) ， APS ( Aminopropyltriethoxysilane ) お よ び g MPS

後焼成し，水処理を行うことでより簡便に対処可能であ( Mercaptopropyltriethoxysilane )を用いて SPU を TNTZ 表る(28)．その場合，塩化カルシウム処理後の TNTZ 合金表面面に修飾し，純水中に30日間浸漬前後の SPU のせん断接着にチタン酸水素カルシウム(Calcium Hydrogen Titanate)が強さを図(30) に示す．いずれのシランカップリング剤でも形成され，焼成によりチタン酸カルシム(Calcium Titanate)とルチル(Rutile: TiO2)とに変化する．さらに，水処理を施すことによりチタン酸カルシウム中に H3O＋ が取り込まれCa2＋ の 移 動 度 が 高 ま り ， HAp の 形 成 能 が 増 大 す る ． 図(28) に CaCl2 処理を施し，疑似体液( SBF )中に 24 h 浸漬後の CPTi，TNTZ 合金ならびに Nb および Zr を比較的多く含有する生体用(a＋b)型 Ti15Zr4Nb4Ta 合金表面の電界放出型走査電子顕微鏡( FE SEM )写真を示す．この図で，ACaH600W および ACaH700W は，それぞれアルカリ処理

後，CaCl2 処理を施し，600°
Cおよび700°
Cで焼成後，超純水に浸漬したことを示している．CPTi では，ACaH600W お
よ び ACaH700W を 施 し た い ず れ の 場 合 に も 表 面 全 体 がHAp で覆われていることがわかる．一方， TNTZ 合金および Ti 15Zr 4Nb 4Ta 合金では， ACaH700W を施した場合に表面全体が HAp で覆われていることがわかる．
ストロンチウムイオン( Sr2＋ )が骨芽細胞の増殖および分化を促進する一方，破骨細胞の増殖および分化を抑制する．

図18

SrPO4 被覆した TNTZ 合金(SrPO4TNTZ)および CP
Ti(SrPO4CP Ti)ならびに TNTZ 合金および CP Ti 表
面での生存骨芽細胞数．

図 19

シ ラ ン カ ッ プ リ ン グ 剤 に g MPTS ( Methacryloxypropyltrimethoxysilane )， APS ( Aminopropyltriethoxysilane ) お よ び g MPS ( Mercaptopropyltriethoxysilane )を用いて SPU を TNTZ 表面に修飾し，純粋中に30日間浸漬前後の SPU のせん断接着強さ．

この点に着目し，アルカリ処理後にリン酸ストロンチウム( SrPO4)被覆をすることで CPTi の場合と同様に TNTZ 合
金の新生骨形成能を上昇させることが出来る(29)．図(29)に同処理を施した場合と施していない場合での TNTZ 合金およ び CP Ti ( そ れ ぞ れ SrPO4 TNTZ ， SrPO4 CP Ti ，
TNTZ および CPTi)表面で人骨芽細胞を 3 日間培養後の生存骨芽細胞数を示す．いずれの場合にも同処理を施した場合に生存骨芽細胞数がより大きいことがわかる．これは，

図17



CaCl2 処理後600および700°
Cで焼成し，疑似体液(SBF)
中に 24 h 浸漬後の工業用純チタン( Cp Ti )， TNTZ 合金( Ti29Nb13Ta4.6Zr )および Ti 15Zr 4Nb 4Ta 合金(Ti15Z4Nb4Ta)表面の電界放出型走査電子顕微鏡(FESEM)写真．

学会賞受賞記念講演

純水中への浸漬前では， SPU のせん断接着強さは，約 10～
12 MPa となっており，これは無処理の場合の約10倍の値である．純水中に浸漬後では，シランカップリング剤に APS
および gMPS を用いた場合には，浸漬前の場合に比べて低下している．一方， g MPTS を用いた場合には，低下していない．したがって， g MPTS がシランカップリング処理剤として適していると判断される．
塙(31) が報告している人工歯根における骨形成機能性付与のための表面処理および表面修飾(改質)技術の進歩にて，骨形成機能性付与のための表面処理および表面修飾に関する研究に着目すると，現在，上述した技術を含む第 3 段階から

図 20

脊椎固定器具により後方固定した腰椎の剛性に及ぼすロッドよびスクリュー材料の影響．

図 21

ウサギ大腿骨に人工的に導入した欠損部の，チタン合金製プレートによる 3 週間固定後の骨治癒状況(a)厚さ0.5 mm の Ti6Al4V ELI 合金製(Ti640.5t)), (b)厚 さ 0.5 mm の Ti 29Nb 13Ta 4.6Zr ( TNTZ ) 合 金 製( TNTZ 0.5t )および( c )厚さ 1.5 mm の Ti29Nb 13Ta 
4.6Zr(TNTZ)合金製(TNTZ1.5t).

骨形成に関与する生体分子等を表面修飾する技術の研究を行う第 4 段階まで進展して来ており，今後は幹細胞や生体組織等を表面修飾し，生物機能表面を金属系バイオマテリアルに形成させる研究が展開される第 5 段階への展開が進むとされている．

.

低弾性率チタン合金のインプラントへの実用化の展望

生体用低弾性率 TNTZ 合金の低弾性率が応力遮蔽を低減
し，骨の応力に応じた改変(良好な骨のリデリング)をもたらすことは動物実験にて実証出来ている(2)(9) ．しかし，実用化においては，人においても同様に低弾性率が有効であると実証することが要求されている．その試みとして，脊柱矯正器具を長期間埋入した場合，それを構成するロッドに低弾性率チタン合金である TNTZ 合金を用いることが隣接間障害

では骨治癒が完了しているのに対して， TNTZ 0.5t では欠を抑制することに有効であるかどうかを有限要素解析した例

損が残存している．さらに，図 21 ( b )および( c )に示す同一が報告されている(32)．その場合，CoCr 合金，Ti64 合金お材料で( TNTZ 合金)厚さの異なるプレートの場合では，厚よび TNTZ 合金製ロッドおよびスクリュー(ヤング率は，そさが大きい TNTZ 1.5t のほうが TNTZ 0.5t に比べて欠損

れぞれ58，127および220 GPa)から構成される脊柱矯正器具部の治癒が進んでいる．これらのことは，プレートのヤング

で腰椎を固定した場合としない場合の屈曲・伸展，回旋およ

率が高いほうが骨治癒の進行が速いことを示している．

び側屈に対す腰椎の剛性比が図(32)(33)のように解析されて以上より，早期骨癒合達成と長期間埋入による良好な骨のいる．いずれの動作においても CoCr 合金，Ti64 合金およリモデリングの達成とでは，低ヤング率 b 型チタン合金のび TNZT 合金製ロッドおよびスクリューの順に腰椎の剛性有効性が異なる可能性があると思われる．この点に関してのが低下する傾向となっている．このことから，ロッドおよびさらなる検討が望まれる．

スクリューが低ヤング率であるほうが腰椎の柔軟性が増し，隣接間障害をより抑制出来ると考えられる．また，脊柱固定

.

ま

と

め

器具の剛性も低弾性率ロッドおよびスクリューで構成したほうがより低下する．このことは，脊柱矯正器具の破損の抑制

生体用金属材料に関する研究開発は，分野を超えて盛んにに繋がると共に隣接間障害の抑制にも有効であると考えられ行われているが，生体用金属材料の生体機能をより高めるたる．

めの表面修飾，細胞や生体との相互作用等の研究開発が増大

一方，異なるヤング率の骨固定プレートを短期間ウサギ大してい る一方，チタンおよ びチタン合金， Co Cr Mo 合

腿骨に人工的に導入した半欠損部に埋入し，その治癒状況を

金，ステンレス鋼等の基盤となる生体用金属材料それ自体に検討した例を示す．すなわち，厚さ 0.5 mm の Ti64 ELI 合関する研究開発が減少して来ている状況にあると思われる．

金製プレート( Ti64 0.5t )，厚さ 0.5 mm の TNTZ 合金製プ

今後も生体用基盤金属材料の研究開発が精力的に展開されるレート( TNTZ 0.5t )および厚さ 1.5 mm の TNTZ 合金製プことを祈念し，本稿がそれに寄与出来れば幸いである．

レート( TNTZ 1.5t )で欠損部を 3 週間固定した後の欠損部の治癒状況を図(33)に示す．図21(a)および(b)に示す同一

現在の研究に至る基盤を得る機会を与えて頂いた学生時代

厚さ( 0.5 mm )のプレートでは，ヤング率の高い Ti64 0.5tの恩師名古屋大学名誉教授 安達健吾先生(学部 4 年次)，佐ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan藤清雄先生(学部 4 年次)，名古屋大学名誉教授 故上田俶完先生(大学院修士および博士課程)，大学院生時代に研究をサポートして頂いた名古屋大学名誉教授 佐野正道先生，大学勤務時代の上司豊橋技術科学大学，名古屋大学名誉教授
西故成基先生，豊橋技術科学大学名誉教授 小林俊郎先生に深く感謝申し上げます．豊橋技術科学大学生産システム工学
系医療・福祉材料工学研究室(当時)および東北大学金属材料研究所生体材料学研究部門(当時)での同僚および学生諸君には，多大なご協力およびご支援を頂きましたことに深く感謝
申し上げます．これまでの研究成果は，(公社)日本金属学会
第 4 分科(現在第 7 分野(分科)生体・医療・福祉)を中心とする数多くの研究者の方々との共同研究やご協力によって得られています．その方々のお名前を列挙することは，紙面の都合上割愛させて頂きますが，心から感謝申し上げます．

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(33) 仲井正昭，新家光雄まてりあ，59(2020), 588593.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

新家光雄

1978 年 3 月 名古屋大学大学院工学研究科博士課程満了，1995年 4 月2005年 9 月 豊橋技術科学大学教授，2005年10月2016年 東北大学金属材料研究所教授(この間 2009年 11 月2014年 3 月 同所長， 2014 年
度 日本金属学会会長)， 2016 年 4 月現職．工学博士(1979年)，博士(歯学)(2003年)
専門分野生体材料学，構造機能材料◎チタン合金を主体とする金属系バイオマテリアルの設計，力学的および生物学的生体適合性評価，組織制御による高機能化に関する研究開発に従事．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

学会賞受賞記念講演さて，もう一つの Ni3Al は金属間化合物の代表として象徴

.

は じ

め

に

的に挙げたものであり，本稿で取り扱うものではない．敢えて言うならば，耐熱材料の王様である Ni 基超合金は，ほと材料の中で著者が「神様からの贈り物」と考えている素材

んどがこの「贈り物」を強化相として開発されており，いつが 2 つある．一つは「鉄」であり，もう一つは「 Ni3Al」でまでもこれだけに頼っていると発想が陳腐化し頭打ちになろある．鉄は地球上に酸化鉄として豊富に存在し，鉄としてのう．そろそろ別な金属間化合物を利用する新たな発想がでて利用が終ればまた酸化鉄に戻る究極のエコ材料である．まきても良いのではないかと思っている．

た，人類が鉄を手に入れてから現在に至るまでこれほど文

著者はこれまで，鉄でどこまで高温化が図れるか(1)，とい

明・文化の発展に深く関わっている材料は他にはない．特にう視点と， TiAl を中心とした金属間化合物の相変態と組織

産業革命以降，エネルギー，経済，社会インフラなど社会基制御(2)(3)，という観点から，高温材料の組織設計と高強度化盤の構築や科学と技術の発展に貢献している素材は唯一鉄のに関する研究に携わってきた．何れも金属間化合物相が深くみといっても過言ではない．鉄がこれほど素材としての優位

関与している．本稿では，安心安全な社会インフラとして更性を示すのは a Fe/ gFe 変態にある．ほんの少し熱処理をなる高温化高強度化が期待され，今後も重要な材料であり続工夫すれば変幻自在に組織が変わり，様々な特性を発現させけるジェットエンジン部材としての TiAl 基合金および発電ることができる．その道標が状態図であり，恒温変態

部材としてのオーステナイト系耐熱鋼を例に，今後計算材料(TTT, timetemperaturetransformation)線図，連続冷却変科学の発展の基礎となり，かつ，日本発世界初の材料開発に態(CCT, continuous cooling transformation)線図である．世資する組織設計指導原理について概説する．また，高温材料の中に非常に多くの鉄鋼材料が存在するのは，学問として材の高強度化にとって避けては通れない結晶粒界デザインとそ

料設計の基礎となる状態図と相変態を深化させてきた先人達の役割について述べる．

のお陰である．ここでいう「設計」とは材料の組織設計であり，したがって，優れた材料を開発するためには，まず平衡.

設計哲学と原理論に基づいた信頼性ある状態図の構築と理解が必要であり，次に速度論に基づいた相変態機構の理解とそれを利用する組高温材料の宿命は，使用中に時々刻々と組織が平衡状態に織制御の知恵が必要となる．相変態を利用した組織制御とい向かって変化することにある．このことは，すなわち，そのう観点では Ti もそうである．本稿で述べる TiAl 基合金も合金の機械的性質(主にクリープ強度)が徐々に劣化する方向

bcc/hcp 変態を利用した組織制御により特性発現が可能な素に進むことを意味する．したがって，高温材料の高強度化を材である．

計る組織設計の原則は，使用温度よりも可能な限り高温で組

2021年 3 月17日，オンラインにおける日本金属学会第168回春期講演大会にて講演．
東京工業大学物質理工学院材料系教授(〒1528552 東京都目黒区大岡山 2
121, S88)Phase Diagrambased Microstructure Design Principle of Hightemperature Structural Intermetallic/Metallic Materials and the Role ofGrain Boundaries in Strengthening; Masao Takeyama (Department of Materials Science and Engineering, School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, Tokyo)
Keywords: microstructure design, phase stability, free energy, lattice stability ratio, threephase coexisting region, titanium aluminide, austenitic
Laves steels, grainboundary precipitation strengthening, grainboundary area fraction, creep, grain size dependence on minimum creep rate
2021年 1 月28日受理[doi:10.2320/materia.60.281]

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan織を作り込み，使用温度での組織変化を抑制することにあ度における 3 相共存領域を以下の式を用いて熱力学計算にる．その組織設計の基礎となるのは状態図であることは言う

よって再現させる(4)．

までもない．状態図とは，ある温度，ある組成において，そGb＝∑i xi °Gbi ＋RT∑i xi ln xi＋EXGb(1)の合金がどのような相から構成されるかを教えてくれるもの

EXGb＝EXGb ＋EXGb
bin
ter

(2)

であると，我々は教わる．しかし，状態図は，ある組成の合ここで，式( 1 )の Gb は正則溶体モデルによる b 相の自由エ

金の相変態経路も教えてくれる．したがって，状態図は，そネルギーであり，右辺第 1 項はエンタルピー項，第 2 項はの見方，読み方，使い方のみならず作り方も知っておくと，

エントロピー項，°
Gbi は b 相と同じ結晶構造を有する純粋な相の存在情報のみならず，相変態およびそれを利用した組織

i 元素の自由エネルギー，xi は b 相中の i 元素(3 元系であれ制御の方法までをも提供してくれる有用なツールとなる．

ば M1, M2, M3M は遷移金属元素)の濃度，R はガス定数，ではその状態図をどう作るか．高温材料の大半は多くの元

T は絶対温度である．EX Gb は b 相の過剰自由エネルギー項

素が添加された多元系であるが，その基本は主構成元素からであり，3 元系であれば，式( 2 )に示すように，b 相に含まなる 3 元系状態図にある．特に重要な点は，その 3 元系にれる 2 元素間(EX Gbbin )および 3 元素間(EX Gbter )の相互作用パおいて互いに平衡する 3 相共存領域の特定であり，さらにラメータの和となる．この相互作用パラメータには組成依存

重要な点は，その領域の温度に伴う変化である．この情報が項と温度依存項があり， 2 次の組成依存項を無視すると， 3

正確でなければ組織設計はできない．既に状態図が存在し，元系では 9 個，4 元系になれば24個のパラメータが存在する

それが信頼するに十分であれば，それを使えば良い．しか(4 元素間のパラメータは考慮しない）．ここでは b 相を固溶し，大半は信頼性に欠けるものが多く，存在すらしていない体相として正則溶体モデルを例に示したが，a 相や g 相が金ものも多々ある．著者も，報告されている状態図を信頼して属間化合物相の場合は副格子モデルを用いて自由エネルギー

これまで何度も痛い目にあった．最近，計算材料科学が重要を記述することになる．その自由エネルギーの詳細な計算方視されているが，計算だけでは信頼性ある状態図を得ること

法は別報(5)に譲るとして，3 相共存領域における頂点，すなはできない．必ず実験による検証が必要である．図に合金

わち 3 相が互いに平衡する組成は，図 1 の左下に示すよう

設 計 の 基礎 と な る 3 元 系状 態 図 の作 成 方法 を 模 式的 に 示に，各相の組成/自由エネルギー曲面における共通接面の解す．ここで重要な点は，図の右のフローチャートの出口に示であり，平衡条件(Ga＝Gb＝Gg)を用いれば解ける．

すように，使用温度(Ttgt)における平衡状態図である．この実験的に決定した複数の温度における等温断面図上の 3温度における平衡状態図は，使用部材にもよるが，原子の拡

相共存領域を熱力学計算によって再現するには，この相互作

散が比較的遅いため，実験的に決定するのは一般的には困難

用パラメータを決定する必要があり．これが再現できれば，である．そこで，まず，拡散が速く平衡状態が得られ易い複

その相互作用パラメータの組成および温度依存項を用いて，数の高温( T1 ，．． Tn )域において，図 1 の左上に示すよう実験が困難な温度域，すなわち使用温度での等温断面図を計に，主構成相(例えば，母相を b 相とし， 2 種類の析出相を算によって求めることが可能となる．このパラメータの決定

a 相と g 相とする)が互いに共存する領域を示す等温断面図

は，計算結果を実験結果に合わせ込むように最適化するが，を実験的に決定する．次に，実験によって決定した複数の温第一原理計算の利用が有用である．以上，新たな合金設計や

図1



耐熱合金の組織設計において最も重要となる M1M2M3 3 元系における 3 相間( a, b, g)の相平衡およびその相平衡の計算による再現法の手順．

本多記念講演組織設計をする上において，その系における実験状態図は言
うまでもなく，それを計算によって再現する熱力学データベース(DB)の構築は非常に重要となる．次章では，著者らが行ってきた TiAlM 3 元系および FeNiM 3 元系をベースとした合金設計・組織設計の実例を示すが，研究を始めた当時はこれらの系の実験状態図すらまともなものが存在していなかった．ましてや，その系の熱力学的 DB は，存在はしていたものの，全くもって信頼性に欠けるものであった．

.

TiAl 基合金の組織設計

図2

Ti Al Cr 3 元系における b ＋ a ( a2 )＋ g 3 相共存領域の温度に伴う変化．

図3

Ti Al M 3 元系における a / g 相境界線と格子安定度比( L )との関係を示す模式図(太実線 L ＝ 0 の場合の T0線，細践 L ＝ 1 の場合の T0 線，太点線実際の a / a＋ g および a＋ g/ g 相境界線， T0 線 a 相と g 相の自由エネルギーが等しくなる組成の軌跡(仮想的な相境界
線))．

TiAl 2 元系の40～50 atAl 近傍の状態図は，FeC 系状態図を鏡に映したようなものである．違いは，前者の共析反応(aTi→a2Ti3Al＋gTiAl)温度が後者の共析変態(gFe→

aFe＋uFe3C)温度より約400°
C 高いことである．したがって， TiAl 基合金はより高温において相変態を利用した組織制御ができるため，高温材料として非常に有利な材料である．
TiAl 基合金は，比重が Ni 基合金の約半分であり，ジェッ

トエンジン用 Ni 基合金の代替材料となり得る軽量高比強度な耐熱材料として 1980 年代後半から実用化研究が精力的に行われ，約20年の開発期間を経て，2012年から B787型機のジェットエンジン GEnx の低圧タービン動翼( LPT )に適用された高温材料である．この材料の特徴は，高温の a Ti( hcp )相領域からの冷却による a → g TiAl ( L10 )変態によって形成される a2/g ラメラ組織にある．開発された合金組成
は Ti 48Al 2Cr 2Nb ( at )であり，その組織は基本的にラメラ組織を呈するが， Cr, Nb などの b Ti ( bcc )安定化元素が添加されたために組織中に b 相が認められるにも関わらずその存在は無視され，組織設計は 2 元系状態図に基づいて行われる，というおかしな議論がなされていた．我々はよび 3 元系における a / g 相間の平衡組成である．相境界線

1990 年代前半から Ti Al M 3 元系( M  b 安定化元素)状態の傾きは，過剰エネルギー項を考慮しない場合には，その平図の系統的な研究を行い(2)(6)(12) ， b ＋ a ＋ g 3 相共存領域の衡条件から，LgM//aTi を用いて，以下の式で表すことができる．

存在とその温度に伴う変化から，g 相は b 相とも平衡することを明らかにし，当たり前のことであるが，多元系の組織形
成は多元系状態図に基づいて議論すべきであることを指摘し

XbTi
g/a
b ＋LM/Ti
DXTi XAl＝
DXAl 1－LgM//aTi(4)

ここで， DXAl (＝ xtAl － xbAl )および DXTi (＝ xtTi － xbTi )はそれぞてきた．
図にその一例として TiAlCr 3 元系の実験的に決定しれ 2 元系および 3 元系の平衡組成における Al および Ti 濃

た b＋a＋g 3 相共存領域の温度に伴う変化を示す．3 相共存

度の差である．相境界線は， LgM//aTi＝ 0 の場合(DXTi/ DXAl＝

領域は温度の低下に伴い低 Al ，低 Cr 側に移動しながらそ(xbTi)/(xbAl)には 2 元系の平衡組成から M 濃度100を結ぶ線の相領域を拡大する．この 3 相共存領域の温度に伴う変化となり， LgM//aTi ＝ 1 の場合( DXAl ＝ 0 )には等 Al 濃度線とな

は，純 Ti が a/b 同素変態(T＝1155 K)を有することから，る．すなわち，相境界線は LgM//aTi の値が大きい程高 Al 濃度a Fe ( bcc )/ g Fe ( fcc )相間の M の添加に伴う相安定性の変側に傾くことになる．同様の図を b / a 相間においても描化と同様，式( 3 )に示すように，純 Ti と純 M の b ( bcc )/き，熱力学 DB より純 Ti と純 M の bcc, hcp, fcc ( g 相の結a(hcp)相間の格子安定度の比 LaM//bTi および a(hcp)/g(fcc)相晶構造を fcc とみなす)構造の D °G から LaM//bTi と LgM//aTi を計

g /a(2)(8)
間の比 LM/Ti の温度依存性の違いに起因する

算すると，前者は後者に比べて約一桁大きく，かつ，温度のLaM//bTi＝D°
GaM/b/D°
GaTi/b(3)低下に伴って大きく増大するのに対し後者の値はほとんど変例えば，図に TiAl M 3 元系の a / g 相間の相平衡を模式化しない． LaM//bTi が強い温度依存性を示すのは， M 元素が的に示す．この図において，両相の相境界線は便宜上両相のbcc 安定化元素であり，純 Ti 同素変態温度に近づくにつれ

自由エネルギーが等しくなる交線の軌跡(T0 線)で示してあて式( 3 )の分母が 0 に近づくためであり，一方，LgM//aTi が温り，図中の( xbTi, xbAl)および( xtTi, xtAl, xtM )はそれぞれ 2 元系お度依存性を示さないのは，hcp と fcc が共に最密充填構造で

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


図4

TiAlCr 3 元系の等 Al 濃度(44 atAl)縦断面図
(a)実験，(b)計算．

あることにほかならない． 3 相共存領域は b / a 相境界線と

図53 元 系 特 有 の相 変 態 経路 を 利 用し た 2 段 熱処 理 (第 1段  1553 K / 48 h → W.Q. ， 第 2 段  1273 K / 6 mim →W.Q. )により a2 / g ラメラ粒界を b / g ラメラセルで被覆した Ti44Al4Cr の組織( b 相， a2 相， g 相はそれぞれ白色，灰色，黒色のコントラスト)．

a/g 相境界線の交点の組成近傍に存在し，かつ，2 元系におけるそれらの相境界の組成は温度の低下に伴って低 Al 側にシフトすることから，3 相共存境域は温度の低下に伴って低早く着目したのは欧州の企業と大学であり，彼らは鍛造合金

Al 低 M 濃度側に大きく移動するのである．

TNM ( Ti 45Al 5Nb 1Mo B ( at))の開発に成功し， 2016

図に，図 2 に示す 3 相共存領域の温度に伴う変化から

年 に A320neo 型 機 の ギ ア ー ド タ ー ボ フ ァ ン エ ン ジ ン

実験的に求めた 44 at Al の縦断面図を，我々が構築した熱PW1100G の LPT に使用され，商用飛行を始めた．我々も力学 DB を用いて計算した結果と併せて示す．実験結果と計

国家プロジェクト SIP (戦略的イノベーション創造プログラ

算結果は非常によい一致を示す．この縦断面図から特筆すべ

ム )(18) に て TNM よ り も 優 れ た 鍛 造 TiAl 合 金 を 開 発 し た

き点を 2 つ挙げる．一つ目は， Cr の添加による a 相領域のが，商用化には至っていない．しかし，今後開発される新型

低温側への拡大，二つ目は，2 元系には存在しない 3 元系特エンジンには全て TiAl 基合金の導入が予定されており，い有の反応経路の存在である．前者は， Cr が a2 相に対して a

ずれ商用化されるものと期待している．

相を安定化する効果を有する元素であり，3 相共存領域の温度の低下に伴う変化(b＋a＋g→b＋a2＋g)が a 相の規則化に.

オーステナイト系耐熱鋼の組織設計よる 2 次の相変態( a → a2 )ではなく，温度不変反応( a → b ＋

a2＋g)を伴う 1 次の相変態によって生じることを意味する．

「金属間化合物を強化相とするオーステナイト系耐熱鋼の後者は，2～ 4 at Cr の組成領域に以下の相変態経路が存在設計は可能か」．著者が約 20年前にこの研究を始めた動機

し， b ＋ a → a → a ＋ g → b ＋ a ＋ g → b ＋ a2 ＋ g ， b 相は高温およ

は，電力の安定供給と CO2 削減の両立を図るために蒸気温

び低温側では熱力学的に安定に存在するがその中間の温度域

度を700°
Cとする先進超々臨界圧(AUSC)発電プラントの実では存在しないことが分かる．

現に向けた新材料開発研究にある(19) ．プラントの実現には

これらの相変態経路を利用すると，b 相を利用した様々な

700°
C / 10 万時間クリープ破断強度 100 MPa 以上となる新材

組織設計，プロセス設計が可能となる(3)(10)(13)(15) ．例え料が必要であり，開発の中心は金属間化合物 g ′Ni3Al を強ば，高温側の b 相を利用すれば容易に熱間鍛造でき，その化相とする改良型 Ni 基合金であった．炭化物を強化相とす

後 b＋a→a 変態を利用してその b 相を取り除いた後に a→a

る既存のオーステナイト系耐熱鋼では強度目標は満たし得な＋g 変態を利用すれば組織をフルラメラ化でき，また，さらい，というのがその理由である．これが冒頭の一文に繋がに低温側の b ＋ a2 ＋ g 3 相共存領域で時効すると，そのラメ

り，実現できればコスト面でも大きなメリットがあることはラ界面に b 相粒子を析出させた組織，また，セル状反応(a2言うまでもない．そこで当初以下の 4 つ方法を提案し＋ g → b ＋ g )を利用すれば，図に示すように，ラメラ粒界

た(20)(21)(1)既存のオーステナイト系耐熱鋼の改良，(2)既を b / g ラメラ組織で被覆する組織制御も可能となる(16) ．こ存の Ni 基合金の改良，( 3 )マルエージ鋼の高温展開，( 4 )の組織を有する TiAl 基合金はラメラ組織を有する実用鋳造

Kurnakov 型金属間化合物(GCP, Geometrically Closepack-合金 Ti48Al2Cr2Nb よりも優れた破壊靭性，き裂進展特ed 相)の利用．結論は「可能であり，実現した」である．し

性を示すことを実証している(17)．

かし，その手法は上記の何れでもなく，図 1 に示した手法

上述した状態図およびそれを利用した相変態に関する研究から，我々は世界で始めて高靭性鍛造 TiAl 基合金のプロセス設計を提案した．しかし，残念ながらこの研究成果にいちであり，強化相に有害相と見なされていた Fe2Nb Laves 相を用いるという全く新しい手法である(22)．
金属間化合物を強化相とするオーステナイト系耐熱鋼が存

本多記念講演在 しなかっ た最大 の理由は Fe2M Laves 相である ． Laves( hP12, cF24 )相は， s FeCr ( tP30 )や m Fe7W6 ( hR13 )相と同様，結晶構造が複雑であるが故にほとんど塑性変形能を示
さない TCP(Topologically ClosePacked)型の金属間化合物である．この TCP 相は機械的性質を劣化させる有害相と見なされ，通常その生成を避ける成分設計がなされてきた．それ故か，著者が調べた限り，Fe2M Laves 相が g(fcc)母相にどのように核生成・成長し，機械的性質を劣化させるか，を系統的に調べた研究は一切なかった．実施しても結果が見えており，学術的な価値以外に工業的な利用への展開は期待できないと思われていたからに違いない．無いならやるしかな
い．そこで，まず Laves 相の析出を明らかにすべく g/Fe2M
2 相領域の特定を目的に用いたのが Fe
Ni
M 3 元系である．
M は aFe 安定化元素であるため，gFe 安定化元素の Ni を用いる必要があったが，当時はこの単純な 3 元系状態図すらなかった．
図  に ， 図 1 の 方 法 に て 決 定 し た Fe Ni Nb 3 元 系 の1373 K における実験等温断面図(a)と973 K の計算等温断面図( b )を示す(23) ．ここで強調すべき点は， 1373 K においてeFe2Nb(C14)相および GCP 相の dNi3Nb(D0a)相と平衡する g 相の組成(Ni/Fe1)が973 Kにおいて著しく Ferich 側(Ni/Fe0.2)になることである．すなわち，g＋e＋d 3 相共
存領域は温度の低下に伴い Ferich 側に大きく拡大する．これは，d 相の g 相に対する相安定性が温度の低下により著しく向上する，すなわち， g 相と d 相の自由エネルギーの差

DGd/g(＝GgGd)が増大(≫0)するためである．なお，1373 K
においてこの 3 相共存領域のほぼ中央に存在する hP24型構造の GCP 相は約1210 K にて 3 相に分解(hP24→g＋e＋d)する．この 3 相共存領域の温度に伴う変化は，973 K においてe Fe2Nb ( TCP )と d Ni3Nb ( GCP )という 2 種類の金属間化合物相を強化相とするオーステナイト系耐熱鋼の設計が可能
図6であることを示唆するものである．そこで，この FeNiNb

FeNiNb 3 元系の等温断面図
(a)実験，1373 K, (b)計算，973 K.

3 元系において構築した熱力学 DB と既報の Fe Ni Cr 3 元系の DB を連結して計算により設計した Fe Ni Cr Nb 4 元系合金が世界初の金属間化合物強化型オーステナイト系耐熱鋼 Fe20Cr30Ni2Nb(at)である(22)(24)．
図および図に，この鋼の TTP 図とその代表的な組織を示す．この鋼の組織的な特徴は，母相 fcc と結晶構造の大きく異なる e Fe2Nb 相と fcc の派生型である d Ni3Nb 相の核生成サイトと析出速度の違いを巧みに利用する点にある．
すなわち，図 7 に示すように， e Fe2Nb Laves 相の析出のノーズ温度は約 1273 K にあり，この相はまず結晶粒界に優先析出し(図 8)，その後約 1 オーダー遅れて粒内に析出し始める．一方， d Ni3Nb 相の析出のノーズ温度は約 973 K にあり，安定相である d 相の析出に先立って準安定相である

g ″Ni3Nb ( D022 )相が結晶粒内に微細分散析出する(図 8 )．
この鋼の GCP 相の上限温度は約 1023 K であるが，計算状態図から g＋ e＋d 3 相共存領域を求めて Nb の過飽和度を適

図7Fe20Cr30Ni2Nb の eFe2Nb 相および g″, dNi3Nb
相の析出に対する TTP 図(PS(GB e), PS(GI e), PS(g″),
PS(g″→d)はそれぞれ粒界 e 相，粒内 e 相，粒界 g″相の析出開始線，g″→d 変態開始線を表す)．

切に制御すれば， GCP 相の上限温度や両化合物相の析出のノーズ温度および時間を自在にコントロールすることが可能

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan




図8

図9

( a ) Fe 20Cr 30Ni の g 単相組織( rš ＝ 0 )および( b )Fe 20Cr 30Ni 2Nb を g ＋ e 2 相域で熱処理し結晶粒界を eFe2Nb Laves 相で被覆した組織(rš ＝98)．

図10

図 9 に示す初期組織を有する鋼のクリープ速度/ひずみ
曲線．

改良型 Fe20Cr
30Ni2Nb の973 K/2000 h 時効後の組織．

である．
以上より，高温で弱化因子となる粒界の大半を TCP 相により被覆することによって粒界を強化する「粒界析出強化( GBPS  Grain boundary

Precipitation

Strengthen-ing)｣(25)(30)と GCP 相による粒内析出強化を組み合わせるよ

うに成分設計した鋼(我々はこの鋼を Laves 相強化型オーステナイト系超耐熱鋼(ALSAustenitic Laves Steel)と命名した)は A USC 用の材料に求められる強度条件を満たし，現在その耐用温度が約750°
Cに達し，Ni 基候補合金に匹敵する
クリープ強度が得られることを実証している(30)(31)．

.

高温変形における粒界と粒界析出強化

し，rš ＝98材は81もの破断延性を示す．単相材と高被覆材(rš ＝80)のクリープマクロひずみ数に相当する領域か

前章までは，鍛造 TiAl 基合金および金属間化合物強化型

ら 得 た 電 子 線 後 方 散 乱 回 折 ( EBSD ) に よ る GROD ( Grain

オーステナイト系耐熱鋼を例に，世界初となる合金開発に資Reference Orientation Distribution結晶粒の中心付近の最する組織設計指導原理を中心に述べてきたが，高温材料の高も小さな方位差を基準として粒内の方位差求める方法)解析

強度化にはその指導原理を用いた粒界の組織設計，すなわ

結果(図)から，クリープ変形は，rš ＝の大小に関わらず，ち，粒界を析出物で被覆する「粒界析出強化(GBPS)」が重粒界近傍で優先的に生じることは明らかである．しかし，単要となる．そこで本章では高温変形における粒界と高強度化

相材はほぼ最小クリープ速度 e· m を示す時点において既に長をもたらす GBPS について述べる．

さ数 10 mm のき裂が生じており，その近傍領域では大きな粒界析出強化は，粒界を析出相で被覆すると下記の式にしひずみ(青色領域)の蓄積が生じている(図11(a))．一方，高たがってクリープ抵抗が向上する強化法である(25)(30)．

被覆材では，被覆されていない粒界近傍においてひずみの蓄

e· ＝e· 0(1－rš )(5)

積は認められるものの(図11(b))，ひずみが30を越えるま

ここで，e· はクリープ速度，e· 0 は粒界が全く被覆されていなでは粒界ボイドすら認められない．これらの結果は，粒界近い場合のクリープ速度，rš は平均の粒界被覆率である．この傍で変形が優先的に生じる領域を mantle ，それ以外の領域

粒界被覆はクリープ抵抗の増加に寄与するだけでなく，クリを core と考えれば， Laves 相による粒界被覆が粒界での空ープ延性の向上にも大きく寄与する．その一例を図および孔の発生および消滅を抑制し，mantle 領域を core 領域に変図に示す．図 9 は， Fe 20Cr 30Ni 2Nb を g ＋ e 2 相域とえる効果があると推察される．このことは，式( 5 )の被覆

なる 1173 K (図 7 参照)で時効して rš ＝ 98 に制御した試料率を平均として記述しているが，実は結晶粒界毎の局所的な(b)と，この鋼から Nb を除去して g 単相とした試料(a)の組被覆率が重要であり，クリープ加速の原因は被覆されていな織である．両試料の結晶粒径は約300 mm としてある．さてい粒界近傍で生じる局所的な変形・回復領域の粒内への拡大

どちらが優れたクリープ延性を示すか．図 10 は，両鋼のクによって生じることを示唆する．すなわち，rš が高ければ高リープ速度がほぼ同じオーダーとなる応力条件を選んで

い程加速の開始が抑制されて長い遷移域を示すことになる．

1073 K にて試験をしたクリープ速度/ひずみ曲線である．結

事実， TiAl 基合金のクリープにおいても，図 5 に示すよう

果は一目瞭然，g 単相材(rš ＝0)のは僅か 7であるのに対に，ラメラ粒界をセルにより被覆する組織制御をした合金で



本多記念講演図 11( a ) Fe 20Cr 30Ni ( rš ＝ 0 )および( b ) Fe 20Cr 30Ni 2Nb ( rš ＝ 80 )のマクロクリープひずみ( a ) 4  , ( b ) 6 の領域の
EBSD による GROD 解析(a) 1073 K/20 MPa，(b) 1073 K/70 MPa.

発生の起点となりクリープ強度や延性を劣化させる，という従来の見解は誤りであり，GBPS により得られる優れたクリープ強度および延性は，粒界近傍で優先的に生じる変形の抑制に起因することは明らかである．粒界をしっかりと被覆することが強度のみならず延性の向上に有効であることをあらためて指摘しておく．

.

お

わ

り

に

本稿では，組織設計の基礎となる状態図およびそれを利用した相変態による組織制御の観点から，金属間化合物を利用した高温材料の開発に資する組織設計指導原理について，ジ図12

粒界被覆率(rš )を種々に変化させた鋼の最小クリープ速度の結晶粒径依存性(シンボル実験，破線 core mantle モデルを用いた計算)．

ェットエンジン材料としての TiAl 基合金と発電材料としてのオーステナイト系耐熱鋼を中心に述べた．また，高温材料
として最も重要であるクリープの高強度化の観点から粒界の役割と粒界析出強化の重要性について述べた．紙面の都合上は，著しく長い遷移域を示すと同時に大きなクリープ破断延

カバーし切れなかった点は多々あるが，そこは参考文献を参性を示すことを確認している．

照して頂ければと思う．

上述した粒界析出相のクリープ変形に及ぼす役割に対する

昨今，材料開発に対するコスト削減と開発期間の短縮に向考えが妥当であるならば， rš の高い試料における e· m の結晶

けて計算材料科学を利用する動きが活発化している．欧米の粒径依存性は抑制される筈である．そこで GBPS における

MGI ( Materials

e· m の結晶粒径依存性を調べた．その結果を図に示す．こComputational Materials Engineering)，また，我国の MIの図の縦軸は，粒径依存性を示さない粗大粒の e· m で規格化

(Materials Informatics，Materials Integration)がそれであしてある．図中のシンボルは実験結果，破線は変形が man-る．特に我国では，企業側からの要求，すなわち，実用化にtle のみで生じると仮定して Core mantle モデル(1)(32)(33) に必要な特性を満足する材料開発を，それを製造するプロセス

基づいた以下の式から求めたクリープ速度である．

技術までも含めて計算科学で行う逆問題 MI 基盤の構築に関GenomeInitiative ) や ICME ( Integrated(6)する研究が進められている(34)．しかし，既存の材料の中か

ここで， sa は負荷応力， si は内部応力， d は mantle 領域のら材料選択をするならまだしも，新たな材料開発を計算科学

e· m＝C[sa－si{rš ＋(1－2d/d)3(1－rš )}]n

粒界からの幅， d は結晶粒径， n はクリープの応力指数， Cで実現するには，順問題すなわち実験により信頼性ある DB

は材料固有の定数であり， n と d は実験からそれぞれ 4 ， 3を構築することは不可欠である．信頼性のある状態図の構築

mm とした．rš ＝0 の単相材のクリープの粒径指数 p＝－1 とはまさにその代表である．

なり，強い粒径依存性を示すのに対し，rš ＝98材では粒径

逆問題 MI 基盤の構築には，まず要求特性を満足するため依存性をほとんど示さず，計算結果と非常によい一致を示す．

の組織因子が何かを特定する「特性予測モジュール」の構築

以上の結果から，粒界に存在する Laves ( TCP )相がき裂が必要であり，そのためには個々の組織構成要素から機械的

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan特性を予測するための DB が必要となる．これも順問題であり，その DB の構築にとって組織のデジタル化は不可欠である．次に，その組織因子が決まれば，その組織を作り込むための「組織設計モジュール」，すなわち本稿で述べた組織設
計指導原理により，特定の相変態経路を有する組成範囲の絞り込みから合金組成が決定できる．天然資源に乏しい我国において，付加価値の高いモノ作りの技術革新は重要であり，計算材料科学に基づいた材料開発のための MI 基盤の構築は今後さらに進化するであろう．しかし，一旦構築されると，総てがブラックボックス化して，学問が疎かになり兼ねない．また， DB は常にアップデートされなければ陳腐化する．したがって，計算科学も結構だが，原理原則を理解する
ためには実験も同時に行われなければならない．また，本稿ではクリープにおける GBPS について述べたが，高温材料
は，使用中に時々刻々と粒界被覆率は変化し，それが材料特性と密接に関連する．したがって，時間軸を取り入れた組織
変化の DB 化は今後大きな課題となろう．
最後 に，本 稿で は，オ ース テナイ ト系耐 熱鋼 にお ける
TCP 相，また， TiAl 基合金にける b Ti 相，と従来有害相とみなされてきた相が強化相になり得ることを述べた．先入観は新たな発想や着想の障害になる．教科書に書かれてあることは必ずしも真ならず．それがいつの時代に書かれたもの
なのか，その後どのように進化したのか，は調べる必要がある．その当時は出来なくても，今日の技術革新で出来ることは多々ある．本稿の冒頭で述べた Ni 基超合金の開発も然り．そのヒントは本稿の Laves 相強化型オーステナイト系
耐熱鋼( ALS )にある，と自身は思っており，現在その研究を進めている(35)．本稿が今後の我国の耐熱材料の更なる活性化に役立ち，また，この分野に興味をもつ若い方々の刺激になれば幸いである．
本報告の一部は，先端的低炭素化技術開発( ALCA )「低CO2 排出型次世代火力発電用新規耐熱材料の開発」(管理法人 JST )および内閣府総合科学技術・イノベーション会議の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造
材料」および「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」(管理法人JST)により実施された．

文★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

献( 1 ) 竹山雅夫第237・238回西山記念講座，日本鉄鋼協会(2019),
5375.
( 2 ) 竹山雅夫，菊池 實まてりあ，35(1996), 10581064.
( 3 ) 竹山雅夫ふぇらむ，15(11)(2010), 28
33.
( 4 ) 西沢泰二日本金属学会報，12(1973), 189203.
( 5 ) 阿部太一，橋本 清金属，77(2007), 6873.
( 6 ) H. Nakamura, M. Takeyama, Y. Yamabe and M. Kikuchi: Scr.
Metall. Mater., 28(1993), 9971002.
( 7 ) M. Takeyama and M. Kikuchi: Titanium 95, The Institute of
Metals, 1(1996), 294301.

( 8 ) 小林 覚学位論文，(2002)，東京工業大学．
( 9 ) A. Suzuki, M. Takeyama, T. Matsuo: Intermetallics, 10(2002), 915
924.
(10) M. Takeyama and S. Kobayashi: Intermetallics, 13(2005),
993999.
(11) 中島広豊学位論文，(2015)，東京工業大学．
(12) A. Shaaban, H. Wakabayashi, H. Nakashima and M.
Takeyama: MRS Advances 2019, Materials Research Society,
DOI:10.1557/ adv.2019.111, 14711476.
(13) S. Kobayashi, M. Takeyama and T. Matsuo: Gamma Titanium
Aluminides 2003, Eds by Y.W. Kim, H. Clemens and A. H.
Rosenberger, TMS, (2003), 165175.
(14) T. Tetsui, K. Shindo, S. Kobayashi and M. Takeyama: Intermetallics, 11(2003), 299306.
(15) 竹山雅夫，中島広豊塑性と加工，56(2015), 535
539.
( 16 ) 村田健太，若林英輝， Ali Shaaban ，山形遼介，中島広豊，
竹山雅夫学振123委研究報告，60(1)(2019), 131140.
(17) L. J. Signori, T. Nakamura, Y. Okada, R. Yamagata, H.
Nakashima and M. Takeyama: Intermetallics, 100(2018), 77
87.
(18) 戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)革新的構造材料，
http://www.jst.go.jp/sip/k03/sm4i/project/unit.html.
(19) 五十嵐正晃，伊勢田敦朗，菅 孝雄学振123委研究報告，44(3)(2003), 205
215.
(20) 竹山雅夫学振123委研究報告，45(1)(2004), 5158.
(21) 竹山雅夫金属，76(2006), 743748.
( 22 ) 竹 山 雅 夫  第 194 回 ， 195 回 西 山 記 念 講 座 ， 日 本 鉄 鋼 協 会(2008), 1
20.
( 23 ) 長 谷 部 優 作 ， 橋 本 清 ， 竹 山 雅 夫  日 本 金 属 学 会 誌 ， 75(2011), 265
273.
(24) 竹山雅夫電気製鋼，83(2012)，1
7.
(25) 竹山雅夫博士論文，(1986)，東京工業大学．
(26) T. Matsuo, M. Kikuchi and M. Takeyama: Proc. 1st Inter.
Conf. HeatResistant Materials, (1991), 601.
(27) T. Matsuo, M. Ueki, M. Takeyama and R. Tanaka: J. Mater.
Sci., 22(1987), 1901.
(28) I. Tarigan, K. Kurata, N. Takata, T. Matsuo and M.
Takeyama: Mater. Res. Soc. Symp. Proc., 1295(2011), 317
322.
(29) 竹山雅夫ふぇらむ，23(8)(2018), 2833.
(30) 竹山雅夫ふぇらむ，24(8)(2019), 1519.
(31) 竹山雅夫金属，90(2020), 550
555.
(32) R. C. Gifkins: Metall. Mater. Trans. A, 7(1976), 12251232.
(33) Y. Terada, T. Matsuo and M. Kikuchi: Aspects of High Temperature Deformation and Fracture in Crystalline Materials(JIMS7), Ed. by Y. Hosoi, Japan Inst. of Metals (1993), 27
32.
(34) 戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「統合型材料開発
システムによるマテリアル革命」 https: // www.jst.go.jp / sip /p05/index.html(35) R. Nagashima, R. Yamagata, H. Nakashima and M. Takeyama: Superalloys 2020, TMS, (2020), 131141.

竹山雅夫

1986年 東京工業大学大学院理工学研究科博士後期課
程修了
1986年 4 月1989年 6 月 米国 Oak Ridge 国立研究所
客員研究員
1989年 7 月1993年 3 月 科学技術庁金属材料技術研
究所 研究員
1993年 4 月 東京工業大学助教授
2011年10月 教授
専門分野鉄鋼材料学，金属組織学，高温材料設計学◎多元系状態図の相平衡，相変態を利用した組織制御，
金属間化合物を利用した高温材料の組織設計指導原理の構築を中心に活動．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

本多記念講演金属製錬反応の速度論
―プロセスシミュレーション―
北

.

村

信

也

プロセスシミュレーション

ここでは，これまでに紹介した事項に基づき，鉄鋼製錬分
野で作られた具体的なプロセスシミュレーションモデルのいくつかを紹介する．
・ 真空精錬プロセスモデル(1)
前節で紹介した RH 以外にも，取鍋を真空タンクに装入し Ar ガスで攪拌する取鍋脱ガス法や，一本足の大径浸漬管を用い鍋底から吹き込まれる Ar ガスで鋼浴を循環させる
REDA 法がある．前節では RH を 2 槽モデルで解析する例を紹介したが，反応速度に対しては簡単な仮定で表していた
ので，一般的な真空精錬プロセスをシミュレートできるものではない．
ここでは，図.に概念図を示す，真空脱炭反応のプロセ
スシミュレーションモデルを紹介する．このモデルでは，内部脱炭，表面脱炭，気泡脱炭という 3 つの反応機構を考慮し，さらに，真空槽溶鋼，取鍋内バルク溶鋼，及び，取鍋内
デッドゾーン溶鋼とを循環させる 3 槽モデルになっている．
・・ 内部脱炭

図7.1

真空脱炭のプロセスシミュレーションモデル(1)．

脱炭反応とその平衡関係は式( 7.1)で表されるが，真空処理に先立って大気圧下で行われる転炉での脱炭精錬により，CO 分圧( PCO )が 1 での平衡値に近い値まで炭素と酸素が溶

この反応が進行するには PCO を低下させる，つまり真空度を上げることが駆動力になる．

鋼に溶解している．これを，真空にすることで PCO が低下

溶鋼の炭素と酸素の濃度から式( 7.1)を用いて計算される

し溶解して(7.1)の反応が進む．ここで，a は活量，f は活量

PCO が，静圧(溶鋼静圧と真空下での気圧の和)よりも充分に係数である．

低くなると式( 7.1)の反応が起こる．このような脱炭反応を[C]＋[O]＝CO(g)

K＝

PCO
PCO
＝
aO×aC [C]×[O]×fC×fO(7.1)

内部脱炭(1)，又は，自然脱炭(2)と呼ぶ．この反応が起こる条
件は式(7.2)で表される．ここで，Pv は真空度(Pa)，r は溶
鋼密度(kg/m3)，g は重力加速度(m/s2)，h は溶鋼深さ(m)，東北大学名誉教授
Kinetics of Metal Smelting ReactionIV ―Process Simulation―; Shin-ya Kitamura (Emeritus Professor, Tohoku University, Sendai)
Keywords: process simulation model, vacuum degasser, hot metal pretreatment, surface reaction, flux injection
2020年 6 月29日受理[doi:10.2320/materia.60.289]

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan速度を表す．また，式(7.5)は式(4.27)と同様の形である．
気泡脱炭を計算するには，kC，kO，kg，及び，kr と，界面積 A を求めるための気泡径と，浴内の気泡滞留時間を求めるための気泡の上昇流速 vbubble(m/s)の値が必要になる．
上昇気泡に対する物質移動係数は，3 節でも述べたように浸透説がよく適用されているため，炭素と酸素の溶鋼内での拡散係数 DC, DO を用いて式(7.7)で書くことができる．
kC ＝ 2DC, kO ＝ 2
pt

DO
pt

(7.7)

ここで，t はエレメントの表面滞在時間であるが，気泡径を dB(m)，気泡上昇速度を uB(m/s)として t＝dB/uB とした．
kg は同様に CO ガスの気相内拡散係数を用いて計算した．

また，kr は界面活性元素濃度の関数として，式(4.36)や式( 4.42 )と同じ形式の式( 7.8)が報告されているので(5) ，その
図7.2

内部脱炭の条件(3)．

値を用いた．
kr＝

Ps は過飽和圧(Pa)である．

40(1＋80[O]＋0[S])2(7.8)

一方，浴中の気泡径については数多くの報告があるが，気PCO＞(PV＋rgh＋PS)(7.2)

泡がノズルを離脱する時の径(出口径)と，気泡が浮上してい内部脱炭がおこる式(7.2)の条件を，模式的に図.(3)に示る時の安定気泡径とでは，適用できる式が全く異なる点と，すが．式( 7.2)の右辺は，溶鋼の内部で溶鋼深さが大きくな

単一気泡として上昇する場合と気泡群として上昇する場合でるほど増加するのに対して，左辺は溶鋼組成で決まる一定値も適用式が異なる点に注意する必要がある(6)．ここでは，気のため，式(7.2)が成立する領域は，ある深さ位置までにな

泡群として上昇する時の安定気泡径を求める式(7.9)を適用

る．これを反応域と呼ぶが(4)，反応域は真空度低下速度が大した(7)．

きいほど大きくなる．内部脱炭は炭素や酸素の物質移動は律
速せず，式( 7.2 )が成り立つ場所で CO 気泡が発生する事で進行する．また，浴内で CO 気泡が核発生するため過飽和度( PS )が必要となるが，その値は 2 ～ 5 kPa 程度とされている(4)．

dB＝0.091×10－2×(

s×10－3 0.5
×(VS×102)0.44
rL×103)(7.9)

ここで， s は液の表面張力( N / m )， rL は液の密度( kg /m3)，V

S は空塔速度(m/s)である．

気泡の上昇速度は，液体に対する相対速度( uB )と液体の上昇速度(uL)とを考慮する必要がある．ここでは，相対速度・・ 気泡脱炭として乱流域での終末速度を表す式( 7.10 )を用いて式( 7.7)

鋼浴に吹き込まれた Ar 気泡はPCO が低いため式(7.1)の反を計算した．また，液体の上昇速度は，ガス攪拌の場合には応が進行するサイトである．気泡脱炭では，炭素，酸素の液

気泡塔内液体の上昇速度を表す式(7.11)(8)を用い，RH の上

側物質移動速度に加え，CO のガス側物質移動速度，界面化

昇管の場合は，環流速度を上昇管断面積で割った値を用い学反応速度を，それぞれ式(7.3)～式(7.6)で記述し，この内た．気泡の浴内滞留時間を計算する場合は，式( 7.10 )の値

で最も遅い反応によって律速されると考えている．

に，液体の上昇速度を加えて気泡上昇速度とした．

N1＝(Arm/100/12)×kC×([C]－[C])(7.3)

N2＝(Arm/100/16)×kO×([O]－[O])(7.4)

N3＝－(A/(RT))×kg×(PCO－P 
CO )

(7.5)

N4＝(Arm/100/12)×kr×([C]×[O]－P 
CO / K )(7.6)
ここで， N は物質移動流束( mol/s/m2)であり， A は界面積( m2 )， r

は溶鋼密度( kg / m3 )， kuB＝(g×dB/2)0.5(7.10)

qg
g×d5V 0.24 hV 0.20
×
×
dV
q2g
dV

(7.11)

uL＝19.9×() ( )ここで， qg はガス流量(Nm3/s)， hV は浴深( m)， dV は浴
直径(m)である．

C ， kO ， kg は，それぞ気泡反応で留意すべきは，Ar ガスが吹き込まれた直後で，れ，炭素，酸素の液側物質移動係数(m/s)， CO のガス側物

Ar 気泡中に CO が少ない状態では溶鋼静圧が高く必ずしもm

質移動係数( m / s )であり， kr は界面化学反応定数( m /(･PCO が低くはないという点である．酸素濃度が高く，炭素のs))である．また，Kは式(7.1)で示した平衡定数で，上添え移動が律速すると仮定し，単一気泡中の CO と Ar のモル比の は界面濃度を表す．

を上記の各式を用いて計算した例を図.に示す(9)．これよ式( 7.3 )と式( 7.4 )は式( 3.1 )や式( 3.40 )と同じ形式で，液り，CO の比率(つまり脱炭量)が増加するのは表面に近づき側境膜内の物質移動速度を表し，式(7.4)は式( 4.37 )と同じ

静圧が小さくなった場合のみであり，吹き込み深さを深くし形式で分圧差を駆動力とした CO の気相側境膜内の物質移動て滞留時間を長くしても脱炭が促進されるわけではないこと



講義ノート

図7.4

図7.3

単一気泡による気泡脱炭挙動(9)．

表面反応に対するプルームアイの寄与(13)．

係数として式(7.12)が得られている(13)．
(kL A)＝40×P×D L1/2, P＝(ANA＋a AA)×がわかる．同様の計算は窒素に対してもなされている(10)．
・・ 表面脱炭
自由表面は最も静圧が小さいため式(7.1)の反応が進行す

23( ) ×uPo
P

L(7.12)
ここで， kL ， DL は溶液内における溶質の物質移動係数( m / s )と拡散係数( m2 / s )， P0 は大気圧で P は雰囲気圧力( Pa )， uL は式( 7.11 )で求められる液体の上昇流速( m / s )でるサイトである．内部脱炭との大きな違いは，表面脱炭の場ある．また， ANA ， AN はプルームアイ以外とプルームアイ

合には CO 気泡の発生を伴わないため，反応速度は気泡反応の幾何学的表面積( m2 )であり， a はプルームアイとプルー

を同じように式(7.3)～式(7.6)で記述できる点である．

ムアイ以外での単位面積当たりの容量係数の比であり，水モ

表面脱炭を計算するのにも kC ， kO ， kg ， kr と A の値が必要になる． kr は式(7.8)を用い，他のパラメータは実験的に決定した．
底吹きガスで攪拌された自由表面でのガス／メタル反応の容量係数(物質移動係数×反応界面積)を評価するため，水モ
デル実験が行われている(11)(13) ．例えば，酸素飽和にした

デルでは4.8，溶鋼系では10.5という値が得られている．
シミュレーションモデルでは kC × A ， kO × A を上記の式で求め， kg も kg × A として CO ガスの気相内拡散係数を用いて計算した．
・・ 環流特性

円筒容器内の水へ Ar ガスを底吹きし，その時の水中の酸素

RH の場合には前節の式(6.23)のように環流速度を計算す

濃度の変化速度を測定する実験が報告されている(13)．しかる事ができるが，鍋底から Ar ガスを吹き込んで攪拌する場

し，測定される酸素濃度変化は，Ar 気泡が浮上中の反応(気合には，この式は適用できない．

泡反応)と自由表面での反応(表面反応)の合計となる．そこ－1)との関そこで，均一混合時間 t ′m(s)と比環流速度(Rsで，同じ底吹き条件で，上部空間の雰囲気を Ar とした場合係を利用した．比環流速度とは環流速度(Vkg/s)を液体体と空気とした場合で 2 回測定し，その差を評価する．つま積(Wkg)で割った値である．均一混合時間は，液中に添加

り，上部空間の酸素分圧が変わる事で表面反応の駆動力が変されたトレーサー濃度の時間変化から測定され，完全混合後化するが，気泡反応には影響がないため，これにより気泡反のトレーサー濃度に対して測定される濃度の変動が± i 以応の寄与を相殺し，表面反応のみを抽出する事ができる．こ内になるのに要する時間である．tc を，浴内を液体が 1 回循の方法を溶鋼へ適用する場合は，界面活性元素濃度が十分に環 す る の に 要 す る 時 間 と す る と ， 式 ( 7.13 ) の 関 係 が あ

低い溶鋼への窒素の吸収(又は放出)速度を，上部空間の窒素り(14)，例えば濃度が±5以内になるのに要する時間を均一

分圧を変えて測定すれば良い．

混合時間とすると， 3tc ，つまり浴内を液体が 3 回循環する

表面反応はスラグに覆われていない自由表面で起こるが，なかでも，鋼浴に吹き込まれた Ar ガス気泡が自由表面で破泡する領域が大きな影響を持つ．この領域をプルームアイと呼ぶが，水モデルで，自由表面の一部を油で被覆した時の影響を調査した結果，図.(13)のように，油で自由表面の一部が被覆されてもプルームアイが被覆されない限り気液反応速
度はあまり低下しないのに対して，プルームアイが覆われると急激に低下している．これらの結果から，表面脱炭の容量

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japanのに要する時間に相当する値となる．
t′m＝tc ln100i(7.13)

比環流速度は 1/tc に相当するため，式(7.14)が成り立つ．
1 3
R＝ ＝tc t ′
m(7.14)

均一混合時間は攪拌エネルギー密度( ·eW/t)と浴深(hVm)，浴直径(dVm)を用いて式(7.15)で表される(14)．




図7.6

フラックスインジェクション精錬モデルの概要(16)．

[C]＋[O]＝CO[Si]＋2[O]＝(SiO2)
図7.5

真空脱炭モデルの適用例(1)．

[Mn]＋[O]＝(MnO)
Fe(l)＋[O]＝(FeO)[P]＋2.5[O]＝(PO2.5)(d 2V/hV)2 0.337
tm＝100·e{}(7.15)

尚，攪拌エネルギー密度については文献( 15 )を参照されたい．
・・ 計算結果の例
図.(1) に RH の操業へ上記モデルを適用した結果を示す．図中には内部脱炭，表面脱炭，気泡脱炭の寄与率を示し(CaO)＋[S]＝(CaS)＋[O]

競合反応モデルの解法は3・4・2に説明した方法と基本的には同じであり，溶鋼中の Fe とスラグ中の O は充分に濃度が高いため，それ自体の物質移動流束は考慮せず，溶鋼中での O の物質移動流束とスラグ中での Fe の物質移動流束がバランスすると考えた．溶銑中の元素 M の酸化反応を式(7.17)のように表すと，物質移動流束は式(7.18)に，界面での平衡関係は式(7.19)になる．
[M]＋n[O]＝(MOn)ているが，脱炭初期には内部脱炭が主体であるが，炭素濃度が低下した脱炭末期には表面脱炭が主体になる事がわかる．
・ フラックスインジェクション精錬｝(7.16)(7.17)( 100rM ){[M] －[M]}＝ k×( 100rM ){(MO )－(MO ) }J M ＝ km ×

m

b

M

s

鉄鋼製錬における脱リンや脱硫はスラグ／メタル間反応である．一般には，トップスラグと呼ばれる，比重差により溶鉄の上に存在しているスラグを用いた精錬がなされるが，より効率を高めるため，フラックス粒子を気体(搬送ガス)とと

s

n

n

b

(7.18)MOnn
EM＝(MOn)/{[M]×a
O }＝100･CTM･NMOn･fM･KM
rs･gMOn(7.19)

もに溶鉄内部に吹き込むインジェクション精錬が行われる場

ここで， JM は溶質 M のモル流束( mol ･ m－2 ･ s－1 )， km と合がある．この場合，トップスラグとの反応をパーマネント

ks は溶銑中，スラグ中の[M]又は(MOn)の物質移動係数(m･反応，インジェクションされた粒子が浮上中に引き起こす反s－1 ) ， rm と rs は 溶 銑 と ス ラ グ の 密 度 ( kg ･ m－3 ) ， MM と応をトランジトリー反応と呼ぶ．ここでは，図.(16)に概念

MMOn は M の原子量と MOn の分子量であり，ao は酸素活量

図を示す，トピードカーを反応容器とした溶銑予備処理プロ

で，CTM はスラグ中に含まれる各化合物の総モル数，f は溶

セスシミュレーションモデルを紹介する．このモデルでは，

銑中溶質の活量係数， gMOn はスラグ中 MOn の活量係数で，パーマネント反応とトランジトリー反応に加え，上吹きされKM は式( 7.17 )の平衡定数である．また，上付きの b と 

た酸素による反応を考慮している．

は，それぞれバルクと界面を表す． M は Si ， Mn ， P であ・・ パーマネント反応
トップスラグと溶銑との反応は 3 ・ 3 で説明した競合反応モデルで計算している．考慮した反応を以下に示す．

り，(FeO)と[O]については式(3.35)，式(3.36)と同じ取り扱いになる．一方，[ S ]は仮想的に CaO と CaS の交換反応を考え，スラグ中 CaO の活量は 1 で，その物質流束は考慮しないとすると，式(7.20)，式(7.21)で表される．

講義ノート

r
( 100M){[S] －[S]}＝ k×( 100Mr ){(CaS)－(CaS) }J S ＝ k m×m

フラックスの浮上速度は気泡塔内液体の浮上速度と等しいbとして式(7.11)で求め，吹きこみ深さを浮上速度で除して滞

S

s

b

s

(7.20)CaS

ES＝(CaS)×a
O/[S]＝100･CTM･NCaS･fS･KS
rs･gCaS

在時間(tR)を計算している．
・・ 上吹き酸素による反応
上吹き転炉では，上吹きされた酸素ガスが浴面に接触する(7.21)領域(火点)は 2000 °C 以上の温度になる．このモデルでも，これらに対して，炭素の酸化反応は生成物が気体のため，火点域でのスラグ／メタル反応を考慮した．つまり，火点域

物質移動流束は，界面での CO 分圧(PCO)と大気圧の差を駆の面積を，ノズルから吐出された上吹き酸素が片側 12 度で動 力と 仮定 して 式( 7.22 )で 表し ，界面 での 平衡 関係は 式

広がると仮定して計算し，火点域に存在するスラグが溶鉄と(7.23)になる．ここで， GCO(mol･m－2･s－1)はスラグとの反反応する状況を想定した．

応による CO ガスの発生速度定数である．

(

JC ＝ k m ×

考慮した反応と競合反応モデルによる反応速度の計算方法

rm{[C]b－[C]}＝GCO(PCO－1) (7.22)
100MCはパーマネント反応と同じであるが，上吹きされた酸素は，

×a 
E C＝ P 
CO/{[C]
O}＝KC･fC(式(7.26))(20)．ここで，GO2 は上吹き酸素流量を火点面積で)(7.23)

これらの式を式(3.27)や式(3.37)で示した電気的中性の式
である式(7.24)に入れる事で界面酸素活量を数値解として求直接，界面での電気的中性条件の式に加えた
割って mol･m－2･s－1 の単位に換算した値である．

∑JM＝2 JSi＋JMn＋2.5 JP＋JFe＋JC－JO－JS－2GO ＝0 (7.26)
2

めることができる．

∑JM＝2 JSi＋JMn＋2.5JP＋JFe＋JC－JO－JS＝0(7.24)

但し，界面での平衡を表す式(7.19)，式(7.21)，式(7.22)
における平衡定数は 2623 K で計算した．また，脱炭速度定

実際の計算では，メタル側，スラグ側の物質移動係数(km，

数(GCO)はパーマネント反応で用いた値を，実験的に得られks)，脱炭速度定数(GCO)，反応界面積(A)と，各反応の平衡ている GCO の温度依存性(19) を用いて 2623 K に外挿した．

分配比を規定するための活量係数を決めなければならない．

一方，メタル側とスラグ側の物質移動係数は，パーマネント

溶鉄内の溶質の活量は 1 mass 基準で表され，活量係数は反応で用いた値を用いた．これは，高温の火点は界面のみ

Wagner の 式 で 整 理 さ れ て い る た め ， 既 存 の デ ー タ ブ ッ

で，境膜層はバルクと同じ温度であるという仮説に基づく．

ク(17)から計算することができる．また，スラグ成分の活量係数は正則溶液モデル(18)で計算している．反応界面積は炉

・・ 計算フローと計算結果

断面積を用い，メタル側物質移動係数は実験結果の回帰式で計算フローを図.(16)に示す．まず単位時間で吹きこまれある式( 7.25 )(19) で計算し，スラグ側物質移動係数は，メタたフラックスの浮上中のトランジトリー反応を，フラックス

ル側物質移動係数の 1/10としている．しかし，脱炭速度定の滞留時間を 50 分割した時間ステップで計算し，これと並数(GCO)は測定値が無いのでフィティングパラメータとして行して火点反応を計算する．次いで，浮上したフラックスといる．

火点域でのスラグをトップスラグに加え，新たなトップスラh2V
log km＝1.98＋0.5 log ( ·e×1000)
dV

(

( ))

125000－2.3RT(7.25)
・・ トランジトリー反応
工業的には，生石灰や酸化鉄など，いくつかの精錬剤を混合して窒素ガスを搬送ガスとして吹き込んでいる．また，搬グ組成を計算する．最後にパーマネント反応を計算するというものである．実機操業への合わせこみ例を図.に示す．
現在では，これを転炉精錬に応用し，スクラップの溶解速度，生石灰の滓化速度，スラグ中での固相の晶出に加え，熱収支も組み込んだ汎用モデルも開発されている(21)．
・ その他のモデル

送ガスに酸素を混合させる場合もある．モデルでは，フラッ

スラグ／メタル反応を競合反応モデルで記述したプロセス

クスは均一に混合され溶融しているものと仮定し，酸素ガス

シミュレーションモデルは，転炉精錬(転炉を用いた溶銑予は FeO に換算して混合させた．

備処理を含む)(21)(22)や取鍋精錬(23)(24)で多くの報告がある．

考慮した反応と競合反応モデルによる反応速度の計算方法

一方で， FactSage が汎用化された状況もあり，これを利用

はパーマネント反応と同じである．メタル側の物質移動係数

したプロセスシミュレーションモデルが盛んに報告されてい( km )は，上昇気泡に対する物質移動係数と同様に浸透説をる(25)(27) ．これは，実効的平衡領域( Effective Equilibrium

用い式(7.7)と同じ形で計算し，スラグ側(フラックス側)物

Reaction Zone )モデルと称され， FactSage Macro 処理で計

質移動係数は，メタル側物質移動係数の 1/ 10としている．

算される．ここでは，スラグや溶鋼をいくつかのゾーンに分反応界面積は，フラックス粒子を球形と仮定し計算し，粒子

け，ゾーン間での物質移動や熱移動を計算してプロセス全体

径をフィッティングパラメータとした．また，脱炭速度定数の組成変化や温度変化をシミュレートしている．例えばスラ(GCO)はパーマネント反応と同じ値を用いた．

グ/メタル反応に対しては，図.(26)に示すように，両相のま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan




図7.7

精錬モデルの計算フロー(16)．

図7.9

実効的平衡領域(Effective Equilibrium Reaction Zone)
モデル(26)．

.

結言

金属製錬反応を改善する目的は反応効率向上によるコスト
改善と反応速度向上による生産性向上にある．いずれにせよ，素過程(物質移動，化学反応)を把握し，律速段階を見出す事が重要であり，その結果，反応界面積，界面平衡，物質移動速度等のうちで，どの変数を向上させるべきかが決まる．
操業結果を熱力学で解析する事は，現象の理解を深めるた
図7.8

精錬モデルの適用例(16)．

めには重要であるが，上記の目的を達成するには反応速度を制御する必要がある．7 章で紹介したようなプロセスシミュ

界面に微小領域を想定し，この領域での平衡関係をレーションモデルは，出力を原単位に換算し単価を掛ければFactSage で計算し，次いで，微小領域とバルク領域との間コスト計算も簡単に可能になり，プロセス開発ツールとしてで均一化反応( equilibrium homogenization reaction )を計算非常に有用である．

する．均一化反応の速度は攪拌条件で変化させているが，他

近年，コンピューターの性能が飛躍的に向上したため，熱のモデルで提示されている物質移動係数を適用する場合が多力学計算も流体力学計算も汎用ソフトで可能になった．一い．このモデルは，3 章で述べた拡散による溶質元素の物質

方，反応速度を考慮した汎用のプロセスシミュレーションコ

移動と，マクロ的な流れによる流体素片の移動とを混同してードとしては，METSIM(28)があるものの，あまり普及はし用いている懸念があるが，プログラミングが容易なため，様ていない．今後，この分野の益々の発展が期待される．

々な鉄鋼製錬プロセスに適用されている．



（完）

講義ノート

文

献

( 1 ) 北 村 信 也 ， 矢 野 正 孝 ， 原 島 和 海 ， 堤 直 人  鉄 と 鋼 ， 80
(1994), 213218.
( 2 ) D. Anghelina and G. A. Irons: Proc. ISS Tech 2003, Warrendale, USA, (2003), 529540.
( 3 ) 北村信也ふぇらむ，15(2010), 270279.
( 4 ) T. Kuwabara, K. Umezawa, K. Mori and H. Watanabe: Trans.
ISIJ, 28(1988), 305314.
( 5 ) 原島和海，溝口庄三，梶岡博幸鉄と鋼，74(1988), 449456.
( 6 ) 北村信也ふぇらむ，15(2010), 504512.
( 7 ) 佐野正道，森 一美，藤田康久鉄と鋼， 65 ( 1979 ) , 1140 
1148.
( 8 ) 沢田郁夫，大橋徹郎鉄と鋼，73(1987), 669676.
( 9 ) S. Kitamura, T. Matsumiya, H. Nogami and F. Lazuardi: Proc.
5th European Oxygen Steelmaking Conf., Stahlinstitut VDEh,
Dusseldorf, Germany, (2006), 329336.
(10) 佐野正道鉄と鋼，76(1990), 19861995.
(11) S. Taniguchi, Y. Okada, A. Sakai and A. Kikuchi: Proc. 6th Int.
Iron and Steel Congress, (1990); ISIJ, Tokyo, 3, 394401.
(12) D. Guo and G. A. Irons: Metall. Trans. B, 31B(2000), 1447
1455.
( 13 ) 北村信也，宮本健一郎，野良二鉄と鋼， 80 ( 1994 ) , 101 
106.
(14) 佐野正道，森 一美鉄と鋼，68(1982), 24512460.
(15) 北村信也ふぇらむ，15(2010), 554561.
(16) S. Kitamura, T. Kitamura, E. Aida, R. Sakomura, T. Kaneko
and T. Nuibe: ISIJ Int., 31(1991), 13291335.
(17) Japan Society for the Promotion of Science, the 19th Committee on Steelmaking, 2010, Thermodynamic data for steelmaking, Sendai, Tohoku Univ. Press.
(18) S. Banya: ISIJ Int., 33(1993), 211.

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan(19) S. Kitamura, T. Kitamura, K. Shibata, Y. Mizukami, S.
Mukawa and J. Nakagawa: ISIJ Int., 31(1991), 13221328.
(20) S. Ohguchi, D. G. C. Robertson, B. Deo, P. Grieveson and J. H.
E. Jeffes: Ironmaking & Steelmaking, 11(1984), 202213.
( 21 ) 北村信也，伊藤公久，パレバニ ファルシッド，森 正樹
鉄と鋼，100(2014), 491499.
(22) W. Knoop, B. Deo, A. Snoeijer, G. Une and R. Boom: Proc. 4thInter. conf. on molten slags and fluxes, ISIJ, Tokyo, (1992),
302307.
(23) K. J. Graham and G. A. Irons: Proc. 3rd Inter. Conf. of Process
Development in Iron and Steelmaking (SCANMET III),MEFOS, Sweden, (2008), vol. 1, 385396.
(24) A. Harada, N. Maruoka, H. Shibata and S. Kitamura: ISIJ Int.,
53(2013), 21102217.
(25) M. A. Van Ende, Y. M. Kim, M. K. Cho, J. H. Choi and I. H.
June: Metall. Mater. Trans. B, 42B(2011), 477489.
(26) M. A. Van Ende and I. H. June: ISIJ Int., 54(2014), 489495.
(27) M. A. Van Ende and I. H. June: Metall. Mater. Trans. B, 48B(2017), 28
36.
( 28 ) METSIM International: https: // metsim.com /(最終閲覧日
2021.6.27).
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

北村信也

1980年 東北大学大学院工学研究科修士課程修了
1980年 4 月―2003年 9 月 新日本製鉄
1991年 1 月 九州大学より学位授与（工学博士）
2003年10月―2005年 3 月 新日鉄住金ステンレス2005年 4 月―2020年 3 月 東北大学多元物質科学研究所
2020年 4 月― 東北大学名誉教授
専門分野鉄鋼製錬◎製鋼プロセスの開発とそれに関する基礎研究に従事．熱力学や反応速度論を使ったプロセス解析やスラグの利用技術の開発等を行った．

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★



高酸素腐食促進試験法の開発とコンクリート中鉄筋腐食研究への応用
土

井

康太郎

は金属材料表面における腐食反応を考える．例として鉄鋼材

.

は じ

め

に

料の腐食反応は以下に示す電気化学反応で表される．
Fe

金属材料は強度などの機械的性質に優れるため，自動車や鉄道，建築物，インフラ構造物に代表される多くの構造物に使用される．一方で，金属材料の長期信頼性は腐食により徐→Fe2＋＋2e－O2＋2H2O＋4e－→

2H＋＋2e－

H 2↑

→

(1)
4OH－

(2)
(3)

式( 1 )はアノード反応と呼ばれる母材金属の溶解(酸化)反々に損なわれていく．腐食は，電気化学反応により母材金属応であり，アノード反応とともに電子が生じる．式( 2 )おが溶解・減肉し，孔を生じたり材料強度を低下させる現象でよび式( 3 )はカソード反応と呼ばれる酸素の還元反応およある．一般に腐食により構造物に致命的な損傷が及ぶまでにび水素の発生反応であり，カソード反応ではアノード反応では非常に長い期間を要するため，実験室環境で腐食を再現し生じた電子が消費される．アノード反応で生じる電子量とカ

腐食メカニズムの解明や材料の耐食性向上に関する研究を行

ソード反応で消費される電子量は等しくなければならないた

うには「腐食加速試験法」が必要となる．これまで，代表的め，腐食とは電荷的に等しい量のアノード反応とカソード反な腐食加速試験法として材料にアノード電流や電位を付与し応が金属表面で同時に生じる反応と言い換えることができる．

強制的に腐食を促進させるアノード溶解(1)や，屋外におけるpH 4 程度の弱酸性からアルカリ性までの環境では酸素還元

降雨や晴天のサイクルを模擬し，材料周囲の温度や湿度を変反応が， pH 4 以下の酸性環境では水素の発生反応がカソー化させる乾湿繰返し試験法(2)，工業環境における腐食を再現

ド反応としてそれぞれ生じることが知られている(6)．

するガス腐食試験法(3)などの試験法が用いられてきた．しかこれまでの腐食加速試験は上記の腐食反応のうち，アノー

し，一部の環境，例えばコンクリート内部の鉄筋などにおい

ド反応の促進に着目したものがほとんどであった．しかし，て，効果的な腐食加速が得られない，生成する鉄さびが実環

実環境における腐食は，弱酸～アルカリ環境では酸素が材料

境と異なる(腐食プロセスが実環境と異なる)などの課題が存表面に届く速度(酸素の拡散速度)に支配される酸素還元律速

在する(4)．我々の研究グループは，このような課題を解決す反応であるため，従来法では試料表面の溶存酸素が供給不足

るため，材料表面に高圧の酸素ガスを供給し腐食を加速させとなり実環境の腐食を再現できていなかった．そこで，高酸る「高酸素腐食促進試験法(HyperbaricOxygen Accelerat-

素腐食促進試験法ではアノード反応の促進に加えカソード反ed Corrosion Test, HOACT)」を開発した(5)．本稿では，高応の促進に着目した．本試験法では，図に示すような耐圧

酸素腐食促進試験法のメカニズムおよび本試験法を用いてコ容器内に試料を設置し，外部より高圧の酸素ガスを供給する

ンクリート中の鉄筋腐食を検討した例を解説する．

ことで試料表面の溶存酸素量を増加させて酸素還元反応を促進する．図 1( a )のように耐圧容器内を一定の湿度に保持し.

高酸素腐食促進試験法のメカニズム

コンクリート中鉄筋の腐食や構造材料の大気腐食挙動の検討に用いたり，図 1(b )のように耐圧容器内を溶液で満たし水

高酸素腐食促進試験法のメカニズムを説明するため，まず溶液腐食試験および各種電気化学測定を行うことが可能であ物質・材料研究機構 構造材料研究拠点独立研究者(〒3050047 つくば市千現 1
21)
Development of HyperbaricOxygen Accelerated Corrosion Test and Application to Study on Corrosion of Reinforcing Steel in Concrete;
Kotaro Doi(Independent Scientist, Research Center for Structural Materials, National Institute for Materials Science, Tsukuba)
Keywords: corrosion, accelerated corrosion test, reinforcing steel, concrete, infrastructure, oxygen reduction
2021年 1 月26日受理[doi:10.2320/materia.60.296]



新 進 気 鋭

図2

大気開放状態および加圧酸素ガス中に設置したモルタ
ル中の純鉄表面における酸素還元電流密度(7)．

究に適用した例を紹介する．

.




高酸素腐食促進試験法のコンクリート中鉄筋腐食への応用
コンクリート中における鉄筋の腐食

コンクリートは圧縮には強いが引張に弱いという性質を持
図1

高酸素腐食促進試験法概略図(7)．

つため，多くのコンクリート中には引張強度向上を目的として鉄筋が埋設される．鉄筋を埋設したコンクリート構造物の寿命は長く，耐用年数は短いものでも 30 年程度，一般的にる．さらに，従来の腐食試験と同様に塩化物イオンの供給やは50～60年と言われており，建築後100年が経過しようとす

電位・電流の付与によるアノード反応の促進を同時に行うこる構造物も少なくない．コンクリート構造物の寿命を左右すとで，実環境におけるアノード反応・カソード反応双方を促る一番の要因は鉄筋の腐食である．鉄筋が腐食することによ進させ，効率的な腐食加速および腐食再現を可能にした．

り鉄さびが生じ，もとの鉄筋よりも膨張するためにコンクリ

高酸素腐食促進試験法における酸素還元反応の促進の例とートは内部よりひび割れ劣化していく．我が国では， 1950

して，モルタル中に埋設した純鉄表面における酸素還元反応

年代から 1970年代までに高度経済成長期を迎え，特に 1964を測定した例を紹介する．本測定では，かぶりを 5 mm とし年の東京オリンピックを開催に合わせ多数のコンクリート構たモルタル中に純鉄を埋設し耐圧容器内に設置した後，0.02

造物が建設された．それから 50 年以上経過した現在，コンMPa (大気開放状態における酸素分圧に相当)から 2.1 MPa

クリートの剥離や崩落などの事故がしばしば報告され，これ(大気中酸素分圧の 105 倍に相当)までの酸素ガスを供給しらの構造物の多くが，補修・更新，あるいは建替えを必要とた．酸素ガス供給による酸素還元反応の変化のみを測定するしている．既存のコンクリート構造物の維持管理および新しため，モルタル内への塩化物イオンの練り込みなどアノード

い構造物の建築には，その環境で鉄筋がどのように腐食する反応の促進は行っていない．酸素還元の多寡を示す指標としかの理解が重要である．しかし，数十年以上の寿命を持つコて，カソード分極曲線で得られた Tafel 勾配の外挿線と自然

ンクリート構造物の劣化速度は，研究者にとって実験室環境

電位の交点を酸素還元電流密度とし，各供給酸素圧に対してで現象を再現するには極めて小さい．そこで，鉄筋の腐食速プロットした．カソード分極曲線測定では，飽和 Ca( OH )2度やコンクリートのひび割れ発生腐食量の評価のために腐食溶液中にモルタル埋設純鉄試料を設置し，参照電極は Hg /促進試験が用いられてきた．しかし，先述の通り，従来の腐HgO 電極(0.098 V vs. SHE at 25°C)，対極として Pt 線を用

食加速試験法はアノード反応の促進のみに着目したものがほいた．電位掃引速度は 20 mV/min とした．図に示す通り，

とんどであるため，酸素還元によるカソード反応が追いつか

2.1 MPa までは，酸素拡散電流密度は供給酸素圧に比例しずカルシウムイオンや過剰な塩化物イオンを含んだ鉄さびがて増加した．このことは，高圧の酸素ガスを供給することで生成することが報告された(4)．これら塩化物イオンを含んだ

材料表面のカソード反応を促進でき，その促進率は供給酸素

鉄さびは実環境で生成する鉄さびと体積膨張率が大きく異な圧により制御できることを示している(7)．次項からは高圧酸るため，例えば鉄筋腐食量とコンクリートのひび割れ発生の素ガス供給によるカソード反応促進に加えアノード反応も促関係を定量的に評価できない．そこで，高酸素腐食促進試験

進することで，腐食加速試験として実際に鉄鋼材料の腐食研法を用いて，鉄筋の腐食を促進させつつ実環境の鉄さびの再

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan現を試みた．

移動抵抗変化を図に示す．電荷移動抵抗の増加は供給酸素

本試験では，純鉄をモルタルに埋設した試験体を作製し，圧が大きいほど顕著となることが明らかとなった．コンクリ

高酸素腐食促進試験に供した．モルタルのかぶりは 5 mm とートのような高アルカリ環境中に置かれた鉄系材料は表面がし ， モ ル タ ル 打 設 の 際 に 0 ， 0.62 mol / L, 2.06 mol / L の不働態化し高耐食性を発揮する．不働態皮膜は鉄酸化物およNaCl 水溶液を練り混ぜ水として使用した．作製した試験体

び鉄水酸化物からなるため，過剰な酸素ガスの供給により塩を耐圧容器内に設置し，0.02 MPa から 2.1 MPa までの酸素化物イオンによる不働態皮膜の破壊を抑制した，あるいは破ガスを供給した．試験期間は14日間とした．

壊された不働態皮膜の自己再生(再不働態化)を促進したため

図に高酸素腐食促進試験後の鉄試料表面の光学顕微鏡像に高酸素圧側では腐食の抑制が生じたと考えられる．これらを示す．まず，塩化物イオンの練り込みをなしとした試料の結果より，高酸素腐食促進試験法では，アノード反応とカ(図 3 上段)では，いずれの供給酸素圧においても腐食は認

ソード反応それぞれを促進するための最適な条件が存在する

められなかった．これは，試料表面の不働態皮膜によりアノことが明らかとなった．

ード反応が抑制されたためであり，試料表面における酸素還高酸素腐食促進試験法のコンクリート中鉄筋腐食への適用

元反応が促進されてもアノード反応を促すものがないと腐食の課題として，実環境で生成する鉄さびの加速再現を挙げ

促進には寄与しないことを示している．実環境でも塩化物イた．そこで，モルタル中に埋設し， 0.6 MPa の酸素ガスをオンの侵入や二酸化炭素による中性化がなければ鉄筋の腐食供給した鉄試料表面の腐食生成物をレーザーラマン分光法には発生しないため，高酸素腐食促進試験法が実環境と乖離しより解析した．比較対象には，長崎県端島(通称，軍艦島)のた試験法ではないことを示す一例と言える．一方で， 0.62

コンクリート構造物より採取した鉄さびを用いた．軍艦島に

mol/L, 2.06 mol/L の塩化物イオンを練り込んだ試料では，残る建物は大部分が大正時代から昭和時代初期に建築され，大気開放状態よりも高圧酸素ガスを供給した条件でより腐食が促進された(図 3 中段および下段)．しかし，供給酸素圧に比例して腐食が促進され続けるわけではなく，どちらの練り込み塩化物イオン量においても最も腐食が促進される供給
酸素圧が存在することが明らかとなった．図に示した各試料上に生成した鉄さびの厚みからもわかるように，練り込み
塩化物イオン濃度が 0.62 mol / L の場合では 0.1 MPa ， 2.06
mol / L の場合は 0.6 MPa が最も効率的に腐食促進できる酸素圧であった．試料表面における酸素還元反応は図 2 の結果より供給酸素圧に比例して増加するのに対し，腐食はある
酸素圧を境に抑制される理由を明らかにするために，各酸素圧における試料の腐食抵抗を電気化学的インピーダンス法を用いて電荷移動抵抗を測定することにより求めた．図における電気化学的インピーダンススペクトルの Nyquist plots

図4

種々の供給酸素圧において高酸素腐食促進試験を行ったモルタル埋設鉄試料の鉄さび厚さ(7)．

図52.1 MPa の高圧酸素ガスを供給したモルタル埋設鉄試料の電気化学的インピーダンス測定における Nyquist
plots(7)．

に示されたとおり， 2.1 MPa 酸素ガス下にあるモルタル埋設鉄試料の電荷移動抵抗は，酸素ガス供給期間が長いほど増加する傾向にあった．また，それぞれの酸素圧における電荷

図3

種々の供給酸素圧において高酸素腐食促進試験を行ったモルタル埋設鉄試料の表面光学顕微鏡像(7)．(オンライ
ンカラー)



新 進 気 鋭

建築後100年が経過しても崩落していない世界的にも歴史的の鉄筋では黒皮なしの鉄筋と比較してより大きな腐食電流が価値の高いコンクリート構造物群である．図に示したとお測定されたために耐食性に劣るという研究結果(12)(13)の矛盾

り ， 酸 素 加 圧 下 で 生 成 し た 鉄 さ び は Fe3O4 お よ び a 

した報告がなされていた．そこで本研究では，黒皮付き鉄筋

FeOOH, gFeOOH であり，実構造物から採取したコンクリを埋設したモルタル試験体を高酸素腐食促進試験法に供するート構造物中の鉄さびと同様のスペクトルを示した(8)(9)．まことで，黒皮付き鉄筋の腐食メカニズムを検討した．

た，従来の腐食加速試験で報告されたような塩化物イオンや

19 mmF の SD345 鋼異形鉄筋(黒皮付き鉄筋と表記)およカルシウムイオンを含んだ鉄さびは検出されなかった．これ

びこの鉄筋を電解研磨し表面の黒皮を除去した鉄筋(黒皮ならの結果より，高酸素腐食促進試験で実環境と同様の鉄さび

し鉄筋と表記)をモルタルに埋設し試験体とした．かぶりはを加速再現できることが明らかとなった．

5.5 mm とした．モルタル打設の際には 2.06 mol / L の NaCl


より実環境に即した試験条件における鉄筋腐食挙動の検討

水溶液を練り混ぜ水として使用した．高酸素腐食促進試験では 0.6 MPa の酸素ガスを供給した．供給した塩化物イオン
量および酸素ガス圧は， 3.1で報告した最も効率的な腐食加コンクリート中鉄筋腐食に関する既往の研究は，特に腐食速が得られた条件である．図に高酸素腐食促進試験前およメカニズムに関しての検討を行う場合，研磨された平板や磨び 14 日間の試験後の試験体断面光学顕微鏡像を示す．黒皮き丸棒を使用することがほとんどであった．これは，試料表付き鉄筋では，腐食が発生し黒皮と下地鋼材の間で鉄さびが面の不働態皮膜生成および破壊プロセスの考察や腐食試験後生成していた．一方で，黒皮なし鉄筋では腐食の発生は認めの試料表面観察が容易であるからであると考えられる．一方られなかった．このように黒皮は鉄筋の耐食性を低下させる

で，実構造物に使用される鉄筋は，ミル・スケール(通称，ことが明らかとなった(14)．より詳細に黒皮が鉄筋腐食に及黒皮)と呼ばれる熱間圧延時に形成される厚い酸化皮膜に覆ぼす影響を検討するため電子顕微鏡を用いて黒皮付き鉄筋のわれている(10) ．これまで鉄筋上の黒皮が腐食に及ぼす影響

断面を観察すると，図に示すとおり黒皮と下地鋼材の間にについて数例の報告がなされているが，統一的な見解は確立

は幅数 mm の空隙が存在すること，黒皮には所々傷(初期欠されていなかった．特に，黒皮は保護皮膜の役割を果たすた

陥と呼ぶ)が存在し，外部とのパスになっている部分がある

めに鉄筋の耐食性を高めるという研究結果(11) と，黒皮付き

ことがわかった(14)(15) ．そこで，全面が黒皮に覆われた鉄

図6

電気化学的インピーダンス法で測定したモルタル埋設
鉄試 料の電荷移動抵抗 変化( a ) 大気開放， ( b ) 0.6
MPa 酸素供給，(c) 2.1 MPa 酸素供給(7)．

図7

鉄さびのレーザーラマンスペクトル(a) 高酸素腐食促
進試験法で生成，0.6 MPa 酸素ガス供給(8)(9)，(b) 実環
境(軍艦島のコンクリート構造物)から採取．

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

図8

黒皮付き鉄筋および黒皮なし鉄筋の高酸素腐食促進試
験後の断面光学顕微鏡像(14) ( a ) 黒皮付き試験 0 日( b ) 黒 皮 付 き  試 験 14 日 ， ( c ) 黒 皮 な し  試 験 0 日(d) 黒皮なし試験14日．

図9

黒皮付き鉄筋の断面 SEM 像(14)(a) 黒皮および黒皮の初期欠陥，(b) 黒皮と下地鋼材のすき間((a)の点線部の
拡大図)．




も多様なものとなってきた．その中で，単に腐食を加速させ実験時間を短縮させるのみならず，金属材料の腐食メカニズ
ムに沿った腐食促進が可能な腐食加速試験法を選択するべきであると考える．高酸素腐食促進試験法およびその発展技術が多くの腐食研究に役立つことを願っている．また，コンク
リート構造物の維持管理には実験室環境における鉄筋の腐食メカニズムの検討に加え，実構造物の腐食・劣化度合いを実環境で診断する技術も必要である．まてりあ第 59 巻第 6 号に「コンクリート中鉄筋の腐食診断技術」という記事を執筆させていただいたため(16)，そちらもご一読いただければ幸いである．
最後に，本研究の一部は，総合科学技術・イノベーション
図10

黒皮付き鉄筋および黒皮なし鉄筋のアノード分極曲線(14)．

会議の SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)「インフラ維持管理・更新・マネジメント技術」(管理法人科学技術振興機構)によって実施されたものであり，本研究成果に筋，黒皮無しの鉄筋，黒皮に初期欠陥が存在する鉄筋を模擬より第 29 回日本金属学会奨励賞を戴きました．本研究の遂した試験体をそれぞれ作製し，塩化物イオンを含んだ飽和

行にあたり多大なるご指導・ご助言を賜りました皆様に厚くCa (OH )2 溶液中でアノード分極曲線を測定したところ，図御礼申し上げます．

のように明確な局部腐食発生電位の差が認められた．コン

文

クリート中では鉄筋表面は不働態皮膜に覆われているため黒皮の有無に関わらず局部腐食が腐食の起点となるが，黒皮に剥離やひび割れなどの初期欠陥が存在すると，この初期欠陥を通じて供給された水および塩化物イオンや溶存酸素が黒皮と下地鋼材のすき間に到達しすき間腐食を誘発するため，より局部腐食が発生しやすくなることが明らかとなった．既往の研究における黒皮の役割に関する知見の矛盾は，試料として使用された黒皮付き鉄筋の初期欠陥の有無によるものと推察される．アノード分極曲線からは欠陥無しの黒皮には局部腐食発生電位を貴化させる働きがあることもわかるが，実環境で使用される黒皮付き鉄筋は長さ数 m 以上のものが大部分であり，このような鉄筋から初期欠陥を取り除くことは不可能であるため，実質的に黒皮は鉄筋の耐食性を低下させると結論づけた．

.

お わ

り

に

本稿では，新たな腐食加速試験として開発された高酸素腐食促進試験および本試験法を用いて検討したコンクリート中
鉄筋腐食に関して得られた知見を紹介した．高酸素腐食促進試験法を用いることで，従来の腐食加速試験法の課題であった効率的な腐食加速と実環境の再現の両方を達成できたが，過剰な酸素ガスを供給した際の腐食抑制など新たな課題も見えてきた．特に，過剰な酸素圧下での腐食抑制は表面に不働( 1 ) 高谷 哲，中村士郎，山本貴士，宮川豊章土木学会論文集
E2(材料・コンクリート構造)，69(2013), 154165.
( 2 ) S. G. Millard, D. Law, J. H. Bungey and J. Cairns: NDT&E
International, 34(2001), 409417.
( 3 ) S. Haraguchi and S. Ida: ZairyotoKankyo, 49(2000), 655
663.
( 4 ) 西澤 彩，高谷 哲，中村士郎，宮川豊章コンクリート工
学年次論文集，35(2013), 10511056.
( 5 ) 土井康太郎，廣本祥子，秋山英二，片山英樹，土谷浩一特許第6744629号，(2020).
( 6 ) 原 信義真空，44(2001), 860867.
( 7 ) K. Doi, S. Hiromoto, H. Katayama and E. Akiyama: J.
Electrochem. Soc., 165(2018), C582C589.
( 8 ) K. Doi, S. Hiromoto and E. Akiyama: Mater. Trans., 59(2018),
927934.
( 9 ) 土 井 康 太 郎 ， 廣 本 祥 子 ， 秋 山 英 二  日 本 金 属 学 会 誌 ， 82(2018), 1
7.
(10) B. Jiang, K. Doi, K. Tsuchiya, Y. Kawano, A. Kori and K.
Ikushima: Corros. Sci., 163(2020), 108304.
(11) J. Shi and J. Ming: Int. J. Miner. Metall. Mater., 24(2017), 64
74.
(12) A. Poursaee and C. M. Hansson: Cem. Concr. Res., 37(2007),
11271133.
(13) E. Maallati and M. Saremi: Cem. Concr. Res., 36(2006), 1324
1329.
(14) K. Doi, S. Hiromoto, T. Shinohara, K. Tsuchiya, H. Katayama
and E. Akiyama: Corros. Sci., 177(2020), 108995.
(15) K. Tsuchiya, B. Jiang, K. Doi, S. Hiromoto and J. Qiang:
Proceedings of the Concrete Structure Scenarios, JSMS, 19(2019), 10761
10766.
(16) 土井康太郎まてりあ，59(2020), 313320.
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

態膜を形成するステンレス鋼や Al 系材料，Ti 系材料などの2015年 大阪大学大学院工学研究科博士後期課程修了
同年
物質・材料研究機構 NIMS ポスドク研究員
2016年 物質・材料研究機構 若手国際研究センター(ICYS)ICYS 研究員
現職
2018年11月
専門分野腐食防食，環境材料学◎主に新腐食加速試験法の開発や構造用金属材料の腐食・防食に関する研究に従事．

高耐食材料の腐食加速が困難であることを意味している．これらの高耐食材料は鉄鋼材料と並んで構造材料として重要な役割を担っており，本試験法の適用先として避けては通れな
い．現在はこれらの高耐食材料にも本試験法を適用するべく，試験条件の見直しや試験法の改良を進めている．近年，金属材料の種類や使用される環境は益々増加し，腐食の形態



献

土井康太郎

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★

新 進 気 鋭.

述語の選び方

さて本記事の本題は，発表を控えた学生へのアドバイスである．ねらいと目的をうまく理解してもらえたら，聞いている人は「あなたは何をしたいのか」を分かっている．そうす
ると，結果がどちら(増加か減少)に変化すればハッピーなのかも予想がついている．発表する時には，この「したいこと」をずっと頭に留めていて欲しい．先の例で説明しよう．
B 量を抑制できれば C 特性が向上する．だからねらいは
C 特性の向上で，目的は B 量の抑制である．ある考えで条件 1 を変えて実験した結果，首尾よく B 量が減少したとしよう．あなたの考えが当たっていた．話が前後するが，「考

.

は じ

め

に

え」はあなたのコンセプトであり，目的とともに前に述べて大学教員になって 3 年になるが，私には企業で研究開発

おかねばならない．ともかく，良い結果に「コンセプトの実に携わった 30 年が染みついている．その私が学生の卒業研証」という箔がついた．あなたはこの結果を話すとき，客観究の発表を聞いて，いつも同じようなことをやかましく指導的に「B 量が減少しました」と言うのだろうか．

している．それは話す時の，最後の述語の選び方である．

良い結果に C 特性を向上させたいという思いがこもって3 年次になるとたいてい専門の学生実験がある．ここでは結果を簡潔にまとめ，客観的な考察を加えれば合格がもらえいれば，「 B 量を抑制することができました」と言ってしまおう．「減少した」は正しい学術用語であり，悪いところはる．ところが，研究発表ではそうは行かないと思うのであ

何もない．ただ「抑制できた」と言い換えると，「したいこる．異論数多を覚悟して述べさせて頂くと，発表には研究者と」が何だったか，初めに聞いたねらいが蘇って感慨深く伝の「思い」がこもっていなければならない．以下は企業で叩わってくる．

き込まれたものだから学生諸君に強要するものではないが，では条件 2 を変えたけど B 量が全く変化しなかった場合はどうするか．ねらった結果が得られず，コンセプトが崩れ

ゆっくり・はっきりしゃべる以上に聞き手に言いたいことが伝わる術だと自負しているので，拙文にお付き合い願えればた．初めての発表で練習をしてもらうと，このような場合に幸いである．

「～してしまった」などの言葉が出てきて，失敗談のように.

ねらいと目的聞こえる．そんな時は，時間切れで検証する時間はなかった

研究開発には，どんな小さな課題であれ「ねらい」がある．

けど，「条件 2 ではなく条件 1 を制御する必要性が示唆された」と言うのである．話術に過ぎないが，少しでもあなたが

わざわざ括弧でくくったのは，ねらいと目的を区別するため向かっている方向，目指すところが伝わる．今後の進め方にである．材料やプロセスを開発しようとする論文の緒言をじついて会場からコメントもしやすい．研究では良い結果が出っくり読んで欲しい．背景があって，従来の研究とその課題

なくても無駄ではない．コンセプトを立て直す，違った視点があって，本研究の目的がある．この背景と課題のどこかにで考え直すという，次の段階に行ける結果なのだから．

「ねらい」が潜んでいることが多く，それは次に述べる目的

.

を達したら，何が可能になるのかを指す．

図表にも工夫を

前述の通り，「ねらい」が伝われば結果がどちらに変化す

例えば，A 現象が可視化できれば B 量の測定が可能になる，
B 量を抑制できれば C 特性が向上する可能性がある，C 特性

れば良いのか，鋭い聴衆は予め考えている．図表を見た瞬間が向上すれば D 成分を代替できるかも知れないといった具合にグラフが右上がりか，結晶粒が微細化しているか，分布がである．開発系のテーマは終始この繰り返しであって，いま変化したかどうか，説明がなされる前に目を走らす．と言う

どのフェーズにいるのかをはっきり伝えなければ報告にならことは，赤く塗ったり大きいフォントにしたり比較対象を明ない．「たら・れば」は仮定の意で学術論文には相応しくな確にしたりして，言いたいことが一目で分かるように作成しい，というご意見もあろう．その通り，客観的であらねばなてあれば図表の説明は最低限で済む．そして，言いたいことらない文章で多用してはいけない．しかし口頭発表では，まに熱が入れば，述語を選び，話し方に強弱がつき，またポイ

ず「ねらい」を聴衆に伝えることが出発点だと思っている．

ンタでどこを指してどう動かすか，おのずと演じることがで発表の初めに「ねらい」が伝わると何がうれしいか．それは聴衆がその道の専門家であるほどご利益が出てくる．つまきるはずである．

.

お

わ

り

に

り，類似の研究開発を経験してきたベテランは，「ねらい」が最初から学会発表に慣れている学生はいないだろうし，何分かれば本研究でどこにたどり着こうとしているのか推測が度やっても緊張するだろう．前節で「減少した」と「抑制でつくのである．したがって，次に話者が言う目的がその「ねきた」では，主語が変わっていることに気が付いただろうらい」に近づくものかどうか，達せられたら第一歩なのか大か．論文では普通，事象を客観的に書くから，モノが主語できな進歩なのかもおよそ理解してもらえる．これは，その後述語は受動態が多い．しかし口頭発表はあなたが主役であの話し方が拙くても，図をきれいに描いておけばおのずと伝る．発表は最初が肝心．考えをしっかり伝え，思いを込めてわる状態であって，発表の半分は成功したようなものである．

述語を選び，聴衆の反応を感じ取れるようになって欲しい．
(2021年 3 月15日受理)[doi:10.2320/materia.60.301](連絡先

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

〒457
8530 名古屋市南区滝春町103)

た材料開発など，状態図に関する発展的なトピックについて解説されている．巻頭言によれば，第 1 章や第 7, 8 章について，教科書の内容が「将来どのようなことに役に立つか」について配慮したとの記述がなされている．
これらの項目のうち，筆者は状態図に関する章はもちろん

見方・考え方合金状態図

であるが，はじめの第 1 章，第 2 章で取り扱っている，熱処理組織と特性について，また相や固溶体についての考え方

三浦憲司，福富洋志，小野寺秀博(共著)オーム社 2003年

が特に大事だと感じている．元素置換や，添加といった“結晶由来”の特性だけでなく，熱処理や，それによって得られる結晶配向，粒径，析出物といった結晶(粒)の集合体として鹿児島大学大学院理工学研究科

三井好古の特性もまた，バルク材料としての特性を制御しうることを認識することは重要なことと感じている．また，第 2 章で取り扱う相や固溶体については，筆者自身，学生時代，実際に状態図上で液相と化合物相の二相平衡の際，化合物の結晶

本書は，「見方・考え方」合金状態図という名の通り平衡
状態図についての教科書である．しかしながら，筆者は本書がどうなっているか等，イメージに困ったことが思い出される．

を状態図だけでなく金属材料についてこれから勉強するに人

筆者は，金属材料に関する入門書としてここ数年，本書をのための入門書，のように感じており，今回，本企画「教科研究室のセミナーで輪講していた．本企画の主旨の一つであ

書，この 1 冊」の 1 冊として紹介させていただく．

る，「座右の書の思い出を紹介する」，という点からは少々外筆者の本書との出会いについては，おそらく 10 年程前である．しかし，残念ながら，詳細を正確には覚えていない．
筆者は，学部から大学院修士課程まで強磁場下でのエックス線回折測定に関する研究に取り組んでいたが，博士課程に進れてしまうかもしれないが，教科書についての思い出を現在作っているところである．
工学分野だけでなく，理学分野を含め，幅広い分野の若い方に，ぜひ手にとってもらいたい一冊である．

学した際，強磁場中の平衡状態図に関する研究に取り組む事になった．ちょうどその時期，平衡状態図の勉強をしないといけない，と一念発起した際，本書に出会ったのかもしれな
い(筆者が所持している本書は第 1 版第 6 刷( 2008 年)であり，時期的には合致した)．現在も本書を参照することが多く，座右の一冊である．
ここで本書の構成についてふれる．本書は，全 8 章で構成されている．まず第 1 章では，金属材料の組織や特性について解説されている．熱処理の重要性や，組織や配向が磁気特性や力学特性にどのような影響を及ぼすかについて，鉄
鋼材料やアルミニウム合金を例に紹介されている．続く第 2章では二元平衡状態図の基礎として「相とは」「固溶体とは」「金属間化合物とは」といった基本的な事項を取り扱っている．第 3 章では，結晶構造や回折現象について解説されて
い る ． この 章 は ，全 8 章の な か で最 大 の分 量 と なっ て い
る．点群や，fcc 構造と hcp 構造の相関といった結晶構造間の関係など結晶に関する事項について状態図の教科書の 1
項 目 と して 取 り 扱っ て い るの は 本 書の 特 徴の 1 つで あ ろう．続いて，第 4 章では，相の自由エネルギーの考え方と■本書外観．

相平衡について記載されている．相の自由エネルギーと平衡
状態図がどのように関係するかについて，自由エネルギーの(2021年 3 月26日受理)[doi:10.2320/materia.60.302]

組成依存性が実際にいくつかの温度で計算され，平衡状態図
がどのように対応しているかについて示されている．第 5，
第 6 章では，それぞれ 2 元系，3 元系状態図の見方について取り扱っており，不変系反応の種類や，2 元系と 3 元系状態
図の関係等が解説されている．最後に，状態図の活用方法(第 7 章)や計算状態図(第 8 章)と続き，状態図計算を用い

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan一 方 ， 1.0 V ， 2.0 V ， 3.0 V ， 4.0 V の 各 電 圧 に お い て
ZnSO4 aq 濃度を 0.50 mol ･ L－1 ， 1.0 mol ･ L－1 ， 2.0 mol ･ L－1と変えて Zn の金属葉形成実験を 3 ～ 5 回実施しましたが，～第 4 回「高校生・高専学生ポスター発表」優秀賞～

Beautiful Metallic Flower～2 次元的金属結晶の形成～
茨城県立水戸第二高等学校

武田春維

きませんでした(図)． Zn の金属葉の形態は，水溶液や電極が受ける外部からの振動，電極の種類や深さ，有機溶媒の種類などに起因するものと推察しています．
次に，金属葉形成と金属のイオン化傾向との関係性を探る
ため，ZnSO4, Fe2(SO4)3, NiSO4, CuSO4, AgNO3 の 5 種類の3 年 SS クラス

冨永ひすい

金属葉の形態と電圧の間には明確な規則性を見出すことはで

仲田姫菜

0.50 mol･L－1 金属塩水溶液で電析を試みました．Zn の金属

葉の他に金属葉を形成したのは CuSO4 aq が一度のみ薄膜結晶を形成しました(図)．濃度や電圧を変え何度か Cu の金
本校は SSH (スーパーサイエンスハイスクール)指定の女属葉形成を試みましたが， Cu の金属葉を再び形成すること

子生徒のみが在籍する普通科高校です．学年 8 クラスのうはできませんでした．本研究では調整することができなかっち 1 クラスが SS クラスとして，「海外セミナー」や「サイた何らかの条件が関係していると思われます．

エンスイングリッシュ」など，科学に関する様々な取組をしまた，各金属塩水溶液の初期 pH 測定値は， Fe2 ( SO4 )3ております．中心科目である「 SS 課題研究」では，班ごと( pH  1 )， NiSO4 ( pH  3 )， CuSO4 ( pH  3 )， ZnSO4 ( pH にテーマを持って研究に臨んでいます．私たちの班は，金属4 )， AgNO3 ( pH  6 )となり，金属塩水溶液の pH が低いと葉について研究をしました．

金属葉は形成しにくくなる傾向が明らかとなりました． 1.0

金属葉は，金属塩水溶液と有機溶媒の境界面付近で電析を行う際に，境界面に沿って形成される金属薄膜結晶です．ある条件下においては，まるで花が咲いたような美しい平面状の金属結晶を析出することがありますが，実験条件とその形態の関係性については解明されていない点が多くあります(1)(2) ． 私 た ち は ， 恒 温 槽 に よ り 金 属 塩 水 溶 液 50 mL を
株 直流安定化電源装置
313 K に保ち，電源は中村理科工業

PS5x を用い，有機溶媒として酢酸ヘキシル 5 mL を金属塩水溶液の上部に敷きました．陽極は金属塩水溶液中の金属イ
オンと同金属，陰極は白金線または炭素(鉛筆の芯)を用いました．可動式の陰極を下ろしていき，電流が流れ始めたところで固定したため，陰極の金属塩水溶液への浸漬は 1 mm 程

図2度となります(図)．金属葉の成長とともに電流は大きくな

各印加電圧に対する Zn の金属葉成長速度． (オンライン
カラー)

り，実験開始から 3 分後，最大 3 A 程度の電流が流れました．この条件下で，亜鉛( Zn )の金属葉形成と電圧の関係，
金属葉形成と金属のイオン化傾向の関係，金属葉形成と金属塩水溶液の pH の関係について研究しました．
Zn の金属葉形成と印加電圧の関係において，高電圧ほど

金属葉の形成速度は速くなりますが，金属葉形成のための最低電圧は約 0.6 V で，それ未満の電圧において Zn の金属葉

図3

Zn の金属葉形態の電圧依存性．(オンラインカラー)を形成することはありませんでした(図)．この最低電圧は浴抵抗に消費される電圧と考えられます．

図4
図1

金属葉形成に用いた実験装置概略図．(オンラインカラー)

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

酸性条件下で一度だけ形成された Cu の金属葉．(オンラインカラー)



下が観察されました． CuSO4 aq (初期 pH  3 )に NH3 aq を加え，［Cu(NH3)4]2＋aq(pH9)とした場合，容易に Cu の金属葉を形成することが明らかとなりました(図)．これらのことから，pH が低い金属塩水溶液では，陰極付近で発生する H2 が金属の析出を阻害している可能性が高いと推測できます．
私たちの研究では， Cu の金属葉形成や電極，溶液中の陰図5イオンの作用等について十分な知見を得ることができません

塩基性条件下で形成された Cu の金属葉． (オンラインカ

でした．現在は， SS コースの後輩たちが私たちの研究を引ラー)き継いでくれています．高校卒業後も，課題研究をはじめとする母校の様々な活動に協力をしていきたいと考えておりま
mol ･ L－1 H2SO4 aq における陰極の水素過電圧は， Pt ＜ Au

す．

＜Ni＜Fe＜Ag＜Cu＜Pb＜Zn＜Hg の順に大きくなることが

文知られています(3)．過電圧は，陰極に金属が析出する場合は

献

0 V に近いですが，気体が発生する場合は余分に必要となる電圧となります．電析初期に白金電極に Zn が析出し， Zn( 1 ) 教師と学生のための化学実験，日本化学会編，東京化学同人，(1987)，2126.
( 2 ) 金児紘征日本金属学会会報，30(1991), 985992.
( 3 ) 卜部吉庸理系大学受験 化学の新研究，三省堂，( 2013 )，344.
(2021年 2 月 9 日受理)[doi:10.2320/materia.60.303](連絡先〒3100062 水戸市大町 22
14)が電極として作用するため，水素過電圧が大きい Zn の金属
葉は形成しやすくなるのではかと推測しております．逆に，
水素過電圧が小さな金属は，結晶が析出しにくくなるものと思われます．なお，Ag 結晶は水溶液中へ樹状に析出しますが，比重が大きいため金属葉としては成長せず，液底への落

◇



◇

◇

スポットライト

本
会

告

会

記

事

2021年度秋期講演大会講演募集および参加募集 ……………305
日本金属学会新ロゴマーク募集 ………………………………320
研究集会 …………………………………………………………321
2021年春期講演大会記録 ………………………………………323
金属学会講習会開催報告 ………………………………………327

掲示板 ……………………………321 新入会員 …………………………326
会誌・欧文誌 5 号目次 …………325 行事カレンダー …………………328
まてりあ次号予告 ………………326

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
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まてりあ・広告materia＠jim.or.jp
会 誌 ・ 欧 文 誌editjt＠jim.or.jp

投稿規程・出版案内・入会申込はホームページをご利用下さい．

会

告(ホームページもご参照下さい)年秋期(第回)講演大会講演募集◎2021年秋期講演大会を下記の通り開催いたします．
尚，予告をしておりました期日と開催方法が変更になりましたのでご確認下さい．

年月日(火)～月日(金)会期
開催方法オンライン開催(Zoom 利用)
ご注意共同セッションの締切は，6 月18日（金）です．
オンライン開催の場合，通常とは異なる発表形式となります．
下記注意事項をご確認頂き，十分ご注意頂き講演のお申込みをお願いいたします．
オンライン開催に伴うリスクについての注意
講演大会での発表には，現地開催とオンライン開催とにかかわらず，以下のようなリスクがあります．オンライン開催では，密室から参加することが可能で講演会場のような衆人監視が行われないこと及び講演が Web 上で配信されることから，これらのリスクが高まることが懸念されます．本会では，リスクの高まりに対処するために，考えうる対策を取りますが，最後は参加者のモラルに訴えざるを得ません．これらを理解の上，十分に注意して講演の申し込み及び発表をして頂きますようお願いいたします．
・発表に伴うリスク
1. 研究情報を不正に取得される
不正聴講，講演の録画・録音・撮影(スクリーンショットを含む)が行われてしまう※パスワード発行によって参加者を限定するとともに，録画・録音・撮影等の禁止を周知徹底しますが，最終的には参加者にモラ
ルを守っていただくことになります．
※本大会で使用するオンライン会議ツールでは録画機能は使えません．

2.

著作権を侵害してしまう
他人が著作権を持つ音声，映像，画像，写真の安易な使用(引用)により，著作権を侵害してしまう※文献などはこれまでの講演大会と同様，適切な引用がされていれば問題ありません．

下記事項もご確認頂き，お申込下さい．

◯

◯

◯

◯

｢一般講演」に限り，2 件申込することができます．
最新の概要原稿フォーマットを利用し，PDF 変換後，アップロード下さい．
同一研究室の 3 件以上の連続講演は認められておりません．
事前参加申込者(講演者含む)へは参加申込み締切後に，参加者用 ID とパスワードを配信いたします．

講演申込受付・概要原稿提出を下記日程で行います．

講演を申込される前に下記をご確認下さい
非会員でも大会参加費と登壇費を前納すれば，講演申込ができます(詳細は「申込要領」の「講演資格」参照．）．
□講演申込は同時に大会参加の事前予約が必要です．期日までに参加費を納入下さい．
□原則，講演申込者＝講演発表者であること．（「申込要領」5. を参照)
□本会の会員パスワードを紛失または忘れた方は，本会ホームページより再発行を行うこと．セキュリティ上，電話やメールでの発行は出来ません．

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japanhttps://www.jim.or.jp/convention/2021autumn/

講演申込ホームページアドレス
講演申込および概要原稿提出期限(締切厳守)

講演申込と講演概要提出は同時に行う．(同時に行わない場合は，講演申込として受理されない)
講演種別

講演申込・大会参加申込期間

一般・ポスター・公募シンポジウム

5 月25日（火）13時～7 月 2 日（金）17時

共同セッション

5 月25日（火）13時～6 月18日（金）17時
講演大会係 annualm＠jim.or.jp〒9808544 仙台市青葉区一番町 1
1432

講演についての問合先公益社団法人日本金属学会

これから入会して講演申込をされる方へ□会員認定期限内に入会手続きを行い，年会費を納入下さい．
□年会費納入期日までに年会費の払込がない場合は，プログラムに掲載されていても，講演不許可の措置をとります．
□インターネットで入会申込み下さい．入会申込確認後は ID(会員番号)とパスワードが即日メール返信されます．
入会申込 URL

https://www.jim.or.jp/member/mypage/application.php

講演種別

全講演(公募シンポジウム，一般，ポスター，共同セッション)

入会申込期限6 月30日(水)（共同セッションは 6 月16日（水））7 月30日(金)年会費納入期限
入会・会費の問合せ会員サービス係

member＠jim.or.jp

講演申込要領※一般講演およびポスターセッションの申込は，講演セッションキーワード一覧から，第希望および第希望のセッション
キーワードを選択する．キーワードへの申込数および内容を参考に最終的に組入れるセッションを確定する．
※申込方法について
すべて WEB 申込とする．
※講演時間・概要サイズについて
すべての概要原稿のサイズは A4 版縦ページ．
講演種別

概要サイズ

申込方法

発表件数

講演資格

WEB のみ一般講演のみ 2 件可．
それ以外は全種別のう
ちで 1 件※

個人会員
非会員は登壇費が必要

公募シンポジウム
一

般
A4 版

1頁

ポスターセッション
共同セッション
※

.

講演時間

討論時間

10分～20分

5 分～10分

10分

5分

…

…

15分

5分

発表件数 公募シンポジウム，ポスターセッション，共同セッション 1 人 1 件とする．一般講演に限り 1 人 2 件応募可．ただし，一般講
演 1 件と他の講演種別 1 件のトータル 2 件は不可．講演種別を選択し申込をする．
ただし，受賞講演，基調講演，招待講演等の特殊講演は上記の適用外とする．

発表内容



内容未発表のもので，講演としてまとまったものに限る．



言語日本語もしくは英語．

.

講演資格
講演者は，年会費および参加費納入済の本会個人会員(登壇費不要)，非会員および個人会員ではない維持員会社社員は下記

大会参加費と登壇費の前納を条件とし，講演申込ができる．ただし，個人会員で期日までに年会費の支払いのない場合は，申込の講演を不許可とする．
事前参加申込(5 月25日～8 月27日)

後期(当日)申込(9 月 2 日～会期最終日)

正員・維持員会社社員，シンポジウム共催・協賛の学協会会員・鉄鋼協会会員(本会非会員)10,000円

13,000円

個人会員で2021年 3 月 1 日時点で65歳以上の方

無

無

学生員

6,000円

会

員

資

格

料

料

7,000円

お支払後の取消は，準備の都合上ご返金いたしかねますのでご了承下さい．
 65歳以上の個人会員 会員情報に生年月日のご登録がない場合は，課金されますのでご注意下さい．会員情報に生年月日をご登録させて頂きますので，大会参加登録の前に annualm＠jim.or.jp まで会員番号・お名前・ご連絡先・生年月日をお知らせ下さい．
 学生員 卒業予定変更等により会員種別に相違がある場合，事前に会員種別の変更手続きを行ってから，大会参加をお申込下さい．



本 会 記 事

非会員の申込方法 「講演申込」の各講演メニューにある「新規登録」の「非会員の方はこちらからお申込み下さい」から講演申込ができます．
年

会費

1 講演登壇費

合

計

一 般

―

前納 24,000円

10,000円

34,000円

学 生―

前納 14,000円

5,000円

19,000円

一 般―

前納 10,000円

10,000円

20,000円

非会員
非会員(個人会員ではない維持員会社社員)

大会参加費※非会員(個人)の(有料)参加申込者には，1 年間の会員資格を付与します．ただし特典は重複して付与いたしません．

.

講演者変更および講演取消しについて

申込後の安易な講演者変更や取り消しは認めない．



やむを得ない理由により講演者を変更する場合は，事前に事務局に連絡する．当日，変更が生じる場合は，座長の了解を得ること．ただし，変更する講演者は概要著者(共同研究者で且つ会員)であること．
.

連続講演の希望について(下記条件全てを満たす申込のみ配慮する．）


同一のセッション名で申込みすること．



申込備考欄に連続希望する講演の順番，発表者名，タイトル，(可能なら受理番号)を記入する．



申込締切前の希望であること．(備考欄に記入であること．）




.

原則，同一研究室内で件以上の連続講演は認めない．
講演日の希望申込時に備考欄に記入のこと．ただし，セッションの日程上，希望に添えないこともある．申込締切後の希望は受付けない．
.

.

講演発表の際の注意事項


講演時間はご自身で管理し，厳守する．



発表者マニュアルに沿って講演を行うこと．
プログラム

プログラムは月日頃ホームページに掲載予定

ポスターセッションについて.

発表方法8 月にホームページに掲載の最新の「ポスター発表資料作成要領」参照．

.

優秀ポスター賞エントリー制です．エントリーした発表を審査員が採点して優秀ポスターを選出し，「優秀ポスター賞」を贈呈する．

エントリーの要件
 発表時点で，30歳以下の学生および30歳以下の若手研究者．(年齢はポスター発表時点で，30歳以下の者)◯
 過去のこの賞の授賞者は授賞対象外とする．
◯

.

選考対象外のポスター発表者が病欠等の場合，申し出があれば代理発表は可能．

その旨を事前に事務局へ連絡する．ただし，優秀ポスター賞の授賞対象から外れる．

鉄鋼協会との共同セッションについて
本会と日本鉄鋼協会と下記の共同セッションを実施している．
発表に際しての注意 相互聴講参加申込による講演発表は不可．
プログラムは両会のプログラムに掲載．
今回はすべて金属学会会場で行います．（Zoom利用）
 「チタン・チタン合金」◯
 「超微細粒組織制御の基礎」◯
 「マルテンサイト・ベイナイト変態の材料科学と応用」◯

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan講演概要原稿作成方法について
題目・著者・本文の完成版 PDF でのアップロードとなります．(大会受付システムトップページ(WEB 画面)のテン
プレートの最新版をご利用下さい．）
講演申込と講演概要原稿は同時提出下さい．
(※同時に行わない場合は，講演申込として受理されません)
言語日本語または英語．
原稿分量 A4 判縦 1 頁(最新のテンプレートをご利用下さい．）
講演概要公開日年月日(火)※提出された概要原稿分量が規定サイズより大小する場合は，上記サイズに縮小または拡大して掲載いたします．



PDF 形式の原稿で提出(画面上でテンプレートを利用し作成下さい)．ファイルを PDF 形式へ変換する際
は，フォント埋め込み作業を必ず行って下さい．


発表者氏名の前に必ず○印を付ける( WEB 申込では画面上で講演者をチェックして下さい)．



原稿修正原則，提出期限を過ぎた原稿修正・差替は
出来ない．




アップロードの際，文字，図表等の品質を確認する．



原稿のサイズA4 縦頁(別記参照)【留意点】本留意点は，作成の際は削除下さい． Pleasedelete unnecessary words from template.
日本語の方は見出しの英訳(Introductionなど)を削除してください．If you would write in English, please remove heading Japanese words like “緒言，実験方法，
結果”．
タイトル，著者名は Web 入力の登録データと同一のものを入力してください．
タイトル，著者名，所属は可能な限り日本語・英語併記が望ましいです．
キャプションは日本語・英語どちらかで結構です．
ポイントサイズは自由ですが，タイトル，著者，所属，本文，図面を A4 縦サイズ 1 枚に収めてください．
本文フォントは明朝と Times Roman を推奨します．
図面のカラー作成可能です．
最終的には PDF ファイルに変換しアップロードしてください．
アップロードされたまま公開されますので， PDF 作
成の際はご注意下さい．
ファイルを PDF 形式へ変換する際は，フォントの埋め込み作業を必ず行って下さい．

本 会 記 事

講演概要の WEB 公開について
期日までに参加申込をし，参加費を納入された方へは，概要公開日に参加者個別認証 ID とパスワードをメール配信いたします．
特許関係のお手続きは，公開日までにお済ませ下さい．

講演大会概要の投稿要領
講演大会概要への投稿を公正かつ適切に行うため，投稿要件に従って講演概要を作成願います．
(投稿の要件)

未発表でかつオリジナリティがあること．



金属とその関連材料の学術および科学技術の発展に寄与するものであること．



軍事研究であると判断される内容を含んでいないこと



作成方法に基づいて作成された原稿であること．



著作権をこの法人に帰属することに同意すること．



ミスコンダクトをしないことおよびミスコンダクトをした場合は，この法人の定めるところにより処分または措置を受けることに同意すること．



宣伝や商用目的とする内容でないこと．

講演大会概要の査読
講演大会概要に投稿された全ての概要は，査読基準に基づき，その分野の専門家が査読する．

査読者は次の項目を考慮し，採否を判定する．査読結果が「掲載不適当」に該当する場合は，理由を示して著者に返却する．
(査読の基準)

講演大会概要の投稿の要件に準拠していること．



内容が正確で，記述に問題がないこと．



軍事研究であると判断される内容を含んでいないこと．



題目が妥当であること．



研究不正行為及び不適切行為をしていないこと．

誹謗中傷に類する内容を含まないこと．

会誌年秋期大会講演精選論文原稿募集
欧文誌 Selected Papers from JIM Fall Meeting()原稿募集◎日本金属学会誌「2021年秋期大会講演精選論文」86巻 4 号および 5 号 (2022年)掲載◎Materials Transactions 「Selected Papers from JIM Fall Meeting(2021) 」63巻 4 号および 5 号(2022年)掲載◎原 稿 締 切 年月日(金)◎予備登録，投稿および審査方法は，一般投稿論文に準ずる(ホームページの会誌・欧文誌投稿の手引き・執筆要領参照)．
◎欧文誌掲載論文は投稿掲載費用を必ず負担する．(会誌掲載論文は投稿掲載費用無料)☆すべての講演申込がインターネット申込となりますので，ご協力をお願い申し上げます．ご不明な点はお問合せ下さい．
連絡先TEL 0222233685 FAX 0222236312
Email: annualm＠jim.or.jp(公社)日本金属学会 講演大会係

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japanインターネットによる講演申込・概要原稿提出手順入力された情報および登録された概要原稿は，プログラムにそのまま反映されますので，お間違えのないようにご登録下さい．

インターネット申込者は，講演者本人に限る．ID(会員番号)，パスワードを使用して，金属学会「大会受付システムトップページ(https://www.jim.or.jp/convention/2021autumn/)から申込みする．なお，申込締切日の 3 日前から申込みが集中殺到し，回線が混雑するので，早目に申込み下さい．
秋期講演大会受付システムトップページ → ID 認証画面※1 → 講演申込 → 内容確認・修正 → 登録 → メール通知(申込受理通知)※1本会会員の ID(会員番号)，パスワード《講演内容の確認・修正》
概要提出日までに WEB 画面の内容確認・修正で変更した場合，講演大会プログラムに反映される．
秋期講演大会受付システムトップページ → 講演大会 MyPage → ID 認証画面※2 → 内容確認・修正 → 登録 → メール通知(修正受理通知)※2申込受理通知に記載された，秋期講演大会用の参加登録番号，パスワード

講演の分類
セッションキーワード(一般，ポスターのみ)

セッション名はまてりあ第 60 巻第 5 号 311 頁の講演セッションキーワード一覧から第希望(必須)および第希望(必須)のセッションキーワードを選択する．
セッションキーワードへの申込数および内容を参考に最終的に組入れるセッションを確定する．

シンポジウム講演

まてりあ第60巻第 5 号314頁のテーマ要旨を参照の上，応募するシンポジウム番号を選択する．

キーワードキーワードを 1 語以上入力する．(最大10語入力可．）
特に対象とする材料，物質，合金名をキーワードの中に含める．

申込研究者数所属機関数
申込研究者一覧

共同研究者人数最大15名まで，所属機関数10施設まで
インターネット申込は，「申込者」が「講演者」となるようにチェックする．
共同研究者は非会員でも可．

ローマ字氏名所属機関略称

名姓の順で，フルネームで記入する．
慣用の略称で記入する．研究場所と現勤務先が異なる場合は両方記入する．
［例東北大工(現日立中研)］
大学院生と学生の区別それぞれ(院生)，(学生)と所属の後に表示する．
［例東北大工(学生)

東北大工(院生)］

講演題目

和文題目は150バイト(全角75文字)まで，外国人講演の英文題目は200バイトまで．
概要原稿の題目と同一のもの．

要旨

プログラム編成の参考となる内容を記入する．
要旨欄に入力できるのは100文字(全角)まで．

概要原稿

全講演 A版頁．PDF(雛形あり)で作成し，アップロードする概要原稿の内容と申込欄に入力した題目・著者名が同じになるようにすること．ファイルを PDF 形式へ変換する際は，フォント埋め込み作業を必ず行う．
内容変更の場合は概要原稿の修正版を期日内に再提出する．

その他・備考欄連続講演を希望する場合(条件有り)は，連続を希望する講演の順番，発表者名，タイトル，(可能なら受理番号)を記入し，同一のセッションキーワード名で申込みをする．申込締切後の希望は受付けない．
その他の連絡事項など．

会員番号

講演者は必ず会員番号(ID)を記入する．
共著者はわかる範囲で可．

著作権同意できない場合は申込出来ない．

プログラム公開

同意できない場合は申込出来ない．

講演概要の WEB
公開

講演概要の WEB 公開に同意できない場合は，申込出来ない．



公開は開催日 2 週間前に参加申込者のみに公開．

本 会 記 事ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan






本 会 記 事ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan年秋期講演大会公募シンポジウムテーマ要旨
秋期講演大会(オンライン開催におけるテーマ公募によるシンポジウム講演)は，下記10テーマで実施することになりました．
講演申込要領は前記のとおりです．多数の有益な講演と活発な討論を期待いたします．

大阪大学准教授 萩原幸司

S1 機能コアの材料科学

Email: hagihara＠mat.eng.osakau.ac.jp

New Materials Science On Nanoscale Structures and Func-(シンポジウム cochairs)

tions of Crystal Defect Cores, II

多くの先進材料において，材料内部に存在する点欠陥や粒東大 阿部英司

熊本大

九大 中島英治

北大 三浦誠司

東工大 藤居俊之

河村能人
JAEA 相澤一也

東京農工大 斎藤拓界，界面，転位等の結晶欠陥が，機能発現の起源となっている．したがって，結晶欠陥を高度に制御し，その機能を最大

ハイエントロピー合金の材料科学()限に引き出すことができれば，材料研究における大きなブレ

S3

ークスルーとなると期待できる．また，近年のナノ計測技術

Materials Science and Technology in HighEntropy Alloys

や理論計算における分解能や精度の著しい進歩により，結晶(VI)

欠陥の電子・原子レベル構造とそこに局所する機能に関する新規な知見が次々と得られるようになってきた．この流れを近年，ハイエントロピー合金( HEA )が世界的な注目を集受け，結晶欠陥の特異な機能と各種外場との相互作用に着目

め，その研究が盛んに行われている．2004年に HEA の基礎

し，令和元年から新学術領域「機能コアの材料科学」が立ち概念が考案されて以降，関連する出版物の数は急増してお上がった．2 回目となる本シンポジウム「機能コアの材料科

り，各国で大型プロジェクトが立ち上がっている．我が国で学」では，結晶欠陥(機能コア)に関する最新の研究成果をも，新学術領域研究「ハイエントロピー合金」が継続中であ議論し，今後の課題と方向性について意見交換する場としたり，この分野における最新知見の共有および情報発信は，日い．

本金属学会の会員にとって有益と考える．本研究テーマにて

テーマ責任者

2018 年秋期講演大会以降，系統的にシンポジウムを開催しており，今回がその第 6 弾となる．本公募シンポジウムを(シンポジウム chair)
大阪大学大学院基礎工学研究科教授 中村篤智

開催して HEA の基礎・応用，実験・理論など幅広い研究トEmail: nakamura＠me.es.osakau.ac.jp

ピックの講演を募り，研究者間の活発な議論の場を堅持す(シンポジウム cochairs)
名大 松永克志

東大 柴田直哉

阪大 吉矢真人

東工大 平山雅章

る．コロナ禍において希薄になりつつある学術連携の再強化
溝口照康
名大 丹羽

をはかり，HEA 研究を通して材料科学の更なる発展に寄与健する．
テーマ責任者(シンポジウム chair)

S2

ミルフィーユ構造の材料科学

東北大学金属材料研究所教授 加藤秀実

Email: hikato＠imr.tohoku.ac.jp

Materials Science of Millefeuille Structure IV(シンポジウム cochairs)
最近の研究により，硬質層と軟質層が積層した「ミルフィ

京大 乾

晴行

阪大 尾方成信

ーユ構造」を有する金属・高分子・セラミックス材料に対し東北大 古原

忠

京大 

伸泰

名大 小山敏幸て，キンクを導入すると，顕著な強度上昇が発現(キンク強化)することが明らかとなってきた．キンク強化の発現機構

材料変形素過程のマルチスケール解析()の解明と理論構築が進展すれば，我が国発の材料強化手法がS4

確立でき，新たな学問分野の創出が期待できる．そこで，本Multiscale analysis of elementary processes in plasticity

シンポジウムでは，金属はもとより，セラミックス，高分子(IV)をも対象材料とし，過去 3 回の公募シンポジウムでの議論をさらに発展・深化させ，ミルフィーユ構造を有する多様な材料のキンク強化の議論を深めたい．

近年，ナノ・マイクロ機械試験法や原子分解能電子顕微鏡法をはじめとする最先端の実験手法，第一原理計算を中心と本シンポジウム開催にあたっては，数件の基調講演とともした計算材料科学の急速な発展により，材料の変形・破壊挙に，広く会員からの一般講演を募ることとしている．また，動を支配する転位や変形双晶といった塑性変形の素過程につ本シンポジウムを本会「キンク研究会」の活動の一環としていて，実験，理論の両面においてマルチな時間・空間スケーも位置づけ，研究会活動の活性化も図りたい．

ルでの横断的な解析が行われ，様々な興味深い現象が見出さ

テーマ責任者

れるようになっている．本公募シンポジウムは 2018 年秋期(シンポジウム chair)



大会(第 1 回)， 2019 年秋期大会(第 2 回)， 2020 年秋期大会

本 会 記 事(第 3 回)において開催された．毎回多くの参加者と活発な継続討論してきており，直前の 2021 年春期大会でも基調 2

議論が交わされており，同テーマに関する第 4 回シンポジ

件と一般 9 件の講演申し込みがあった．今回は基調講演でウムを企画する．本シンポジウムでは，引き続き各種材料ののソフト材料でのナノマイクロ構造の分析法及び機械学習を

塑性変形の素過程に関する最新の実験・理論研究に関して特利用した新規物性ナノマイクロ構造形成に関する最新情報をに若手研究者を中心に広く講演を募り，大学，研究所，企業も踏まえ，新規ナノ・マイクロスペースでの構造テイラリンの研究者間の塑性変形に関する議論の場を提供するとともグ技術や新機能発現について検討する．

に，これら研究者間の新たな連携を促進することを目的とす

テーマ責任者(シンポジウム chair)

る．

筑波大学数理物質系物質工学域准教授 谷本久典

テーマ責任者(シンポジウム chair)

Email: tanimoto＠ims.tsukuba.ac.jp

九州大学教授 田中將己

(シンポジウム cochairs)

Email: tanaka.masaki.760＠m.kyushuu.ac.jp

東 北大 森戸春彦(シンポジウム cochairs)

大阪府立大 堀京大 岸田恭輔

金沢大 下川智嗣

名大 君塚

高田尚記

肇

超高温材料の科学技術

史説

東北大 田中俊一郎

S7
S5

GCE イ ンス ティ チュ ート 中村 貴宏
若狭湾エネ研 岩瀬彰宏

水素エネルギー材料

Hydrogen Energy Materials―IX

Science and Technology of UltraHigh Temperature Materi-

地球環境・温暖化問題に加えてエネルギーセキュリティー

als II確保の視点から，水素エネルギーの有効利用にかかわる技術
高融点金属やその金属間化合物，耐熱セラミックス，さら開発が進められている．これまで開催されてきた公募シンポにそれらをベースとした複合材料などのいわゆる「超高温材ジウム「水素エネルギー材料(～)」では，これらの技術料」は，極限耐環境性能が求められる究極の材料システムの開発の基盤となる水素の製造・貯蔵・輸送・利用などにかか一つである．それ故に超高温材料は，未来の高効率エネルギ

わる材料科学的課題に加えて，近年，世界的に研究が活性化

ー変換や宇宙航空技術の鍵を握る．そこで本シンポジウムでしている「材料開発・機能設計のための水素」も対象とし，は，学協会の壁を越え，超高温材料の合成や材料プロセス，

関連する多彩な材料・技術について幅広く議論を進めてき原子からミクロ構造，材料特性，さらに超高温環境下での材た．本公募シンポジウムでも過去の公募シンポジウムに引き料特性測定・計測・評価方法等について，実験・理論・計算

続き，最新の研究成果に関する講演を募集し，基礎と応用の研究からの多角的視点で課題を洗い出し，その解決策と特性両面から活発な討論を行うことで水素科学の深化を目指す．

や現象の解明について議論する場を創成する．また，求めら

最新・最先端の研究動向から新たな水素科学の萌芽までを俯れる出口特性の明確化や，新規超高温材料システムの創造に瞰することで，本研究分野の今後の更なる活性化に向けた展も議論を広げることによって，「超高温科学」を創成し体系

開や，新しい連携の可能性を議論することも本公募シンポジ化するための礎となる材料科学を，日本金属学会を中心に他

ウムの重要な目的の一つに設定する．

の学協会にも協力を要請しながら展開していく．

テーマ責任者(シンポジウム chair)

テーマ責任者(シンポジウム chair)

量子科学技術研究開発機構上席研究員 齋藤寛之

東北大学大学院工学研究科教授 吉見享祐

Email: yoshimi＠material.tohoku.ac.jp

Email: saito.hiroyuki＠qst.go.jp(シンポジウム cochairs)

(シンポジウム cochairs)
熊本大 連川貞弘
物材機構 森田孝治

横国大 中尾航

東北大 関戸信彰

金沢大 石川和宏

産総研 浅野耕太

関西大 近藤亮太

東北大 高木成幸

北大 礒部繁人

早稲田大 花田信子

物材機構 下田一哉

S8

コロナ禍の記録とポストコロナの材料戦略

ナノ・マイクロスペーステイラリングActivity records of experiments, education and industries un-

Tailoring of Nano/MicroSpace for Advanced Functions VI

der the COVID19 disaster and material strategy in postco-

S6rona society

高温・高圧・高エネルギー照射などの極限場下では非平衡状態となり，熱平衡では実現できない散逸構造化が生じる．

COVID19の世界的な感染拡大により，我々の生活はあらこのような現象を利用してナノ～マイクロオーダーで空間制

ゆる点で急激な変化を求められた．このシンポジウムでは，御した材料の創成・新規物性発現の発展に向け，これまでも金属材料分野に関わるコロナ禍の記録を研究・教育・産業な公募シンポとして関係する作製手法から評価方法まで幅広くど出来るだけ多角的な視点から残し，後世に活かす事を目的

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japanとする．また，ポストコロナの社会で求められる材料戦略に

S10 マテリアルズ・インテグレーション()―社
会実装に向けた取り組み―

ついて議論する．
テーマ責任者(シンポジウム chair)

Materials Integration (IV) ―Endeavors toward social im-

奈良女子大学准教授 松岡由貴

plementation―Email: matsuoka＠cc.narawu.ac.jp(シンポジウム cochairs)
東北大 杉本諭

マテリアルズ・インテグレーションでは，理論・実験・解析・シミュレーション・データベースなどの材料科学の知見

物材機構 戸田佳明

愛知教育大 北村一浩

東京海洋大 盛田元彰と最新の情報科学を融合することで，材料プロセスから構造，更には特性や性能の連関を順方向にシームレスに繋ぎ，予測仕切るプラットフォームの構築してきました．近年では

S9 ワイドギャップ結晶の材料学と高温プロセッシ
ング

このプラットフォームを更に発展させ，欲しい性能からからMaterials Science and high temperature processing of

本シンポジウムでは，様々な材料開発における逆問題の事例

widegap materials III

を通して，社会実装に向けた取り組みを紹介したいと思いま

材料・プロセスをデザインする逆問題へ拡張してきました．

す．また，本シンポジウムを通し，次世代の材料開発を担う
ワイドギャップ結晶は，省エネ・環境負荷低減に寄与する

人材の発掘・育成も目指します．

パワーデバイスや短波長光デバイスへの研究開発が進めら

テーマ責任者

れ，特に SiC デバイスは本格的な量産へと進み， GaN もパ(シンポジウム chair)

ワーデバイス用基板の生産が進められつつある．今後の各デ

東京大学教授 井上純哉

バイスの加速的な応用展開には，高品質結晶の育成技術の確Email: inoue＠material.t.utokyo.ac.jp(シンポジウム cochairs)

立とデバイス化技術のさらなる効率化を行う必要があり，これまで 2 回のシンポジウム開催で最新動向を議論してきた．

東大 榎

学

物材機構 出村雅彦

東大 南部将一

そこで本シンポジウムでも引き続き，SiC や窒化物材料，
 結晶育成プロ
酸化物材料等ワイドギャップ結晶について，◯

セス設計に必須な高温物性とシミュレータ開発ならびに結晶
 結晶中の欠陥とその分析・制御技術に焦育成の基礎検討，◯点を当て，金属材料学・冶金学の観点からのワイドギャップ
材料へのアプローチを検討することを目的とする．
テーマ責任者(シンポジウム chair)
東京大学生産技術研究所准教授 吉川健

Email: tyoshi＠iis.utokyo.ac.jp(シンポジウム cochairs)
東北大 福山博之

名大 宇治原徹

信越化学工業 美濃輪武久

◇



◇

◇

本 会 記 事

日本金属学会年秋期(第回)講演大会
第回「高校生・高専学生ポスター発表」募集案内
申込締切日2021年 7 月 9 日(金)本会では最新の研究成果を発表・討議する場として毎年春秋 2 回の「講演大会」を開催しており，2021年 9 月14日(火)～17日(金)にオンラインにて2021年秋期(第169回)講演大会を開催します．

この講演大会に於いて，若い学生に金属および材料学分野に対して興味や理解を高めてもらうため「高校生・高専(3 年生
以下)学生ポスター発表」のセッションを開催いたします．
ポスター発表は，生徒の研究成果の発表を大学の教授や企業の研究者等の専門家に直接聴いてもらい，質疑応答が受けられる貴重な機会であり，さらにポスターの出来栄えや発表の受け答えなどを審査して，優秀な発表には会長による賞を授与します．金属および材料学分野に興味があり，本講演大会でポスター発表していただける生徒がおられましたら，奮ってご応募下
さい．
発表者と指導教員には本大会の参加費を無料で参加いただき，研究者の最新の研究成果の発表を聴講いただけます．詳細は，「高校生・高専学生ポスター発表要領」でご確認下さい．
「高校生・高専学生ポスター発表」要領
学 会 名

日本金属学会2021年秋期(第169回)講演大会

行 事 名｢高校生・高専学生ポスター発表」

開催方法

オンライン

開催予定日時 年月日(火) ～の間で時間程度を予定
対 象 者

高校生および 3 年以下の高専学生

発表方法

オンライン（Zoom 利用)

テ ー マ

材料に限定せず，フリーテーマです．(課題研究の成果，科学技術の取組等)

ポスター発表資料作成について別途連絡
講演申込

https://www.jim.or.jp/convention/2021autumn

講演概要原稿不要

参加費および講演聴講◯
◯

発表者，共同研究者および指導教員の参加費を免除し，講演大会の発表を聴講できる．
希望があれば，高校生・高専ポスター発表の関係者(親，友人)5 名程度までの参加費を免除し，講演大会の発表を聴講することができる．

◯

指導教員宛てに，参加者用 ID とパスワードおよびプログラム 1 部を事前送付する．

優秀ポスター賞

優秀な発表には最優秀ポスター賞および優秀ポスター賞を授賞します．

問合せ・連絡先公益社団法人日本金属学会

講演大会係〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432
 0222233685

FAX 0222236312%

Email: annualm＠jim.or.jp〈2019年秋期講演大会より〉

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan年秋期(第回)講演大会ご案内ならびに参加申込みについて
秋期講演大会は，月日(火)から日(金)までオンラインにて開催いたします．
尚，参加申込みは，すべてインターネット申込となります．詳細は，下記申込要領をご覧下さい．
日
日

時

程
行

事

月日(火)ポスターセッション，高校生・高専学生ポスターセッション，懇親会(ポスター賞発表)

月日(水)学術講演

900～1700
月日(木)学術講演

900～1700
月日(金)学術講演

900～1700

年秋期講演大会

開催予定の各種シンポジウム

公募シンポジウムテーマ
S1 機能コアの材料科学
S2 ミルフィーユ構造の材料科学
S3 ハイエントロピー合金の材料科学()S4 材料変形素過程のマルチスケール解析()S5 超高温材料の科学技術
S6 ナノ・マイクロスペーステイラリング
S7 水素エネルギー材料
S8 コロナ禍の記録とポストコロナの材料戦略
S9 ワイドギャップ結晶の材料学と高温プロセッシング
S10 マテリアルズ・インテグレーション()―社会実装に向けた取り組み―

企画シンポジウムテーマ
K1

材料化学におけるイノベーションの役割と工業製品への展開
Innovations in materials chemistry and their effects on industry II
この企画シンポジウムは，毎年春の講演大会で開催している「水溶液腐食」「高温酸化」「陽極酸化」「めっき・化成処理」「触媒」の各学術分野を包括した公募シンポジウムと対をなし，工業製品としての金属材料の開発・生産の最前線における「材料化学」の役割と研究・開発事例や課題を，主に企業研究者に講演していただくことを趣旨として，2020年度よりシリーズ化している．今年度も，前年度と同様の企画シンポジウムを開催する．材料化学
は，溶液や気体などと金属表面との化学反応を扱う学問分野であるが，応用範囲は，めっき，化成処理，腐食，高温酸化，触媒など広範囲にわたっている．そこで，各産業分野で直面している課題や将来展望を議論することで，基盤となる学理を発展させるヒントや，産学官の連携強化のきっかけとしたい．
次世代パワエレ実用化に向けた酸化物軟磁性材料の現状と課題～さらなる性能向上に向けたマテリアルデザイン～
Current states and issues of soft magnetic oxide materials for next
generated power electronics devices ～Material design for further performance
improvement～
SiC, GaN といった次世代パワー半導体を利用したパワーエレクトロニクスデバイスの実用化に向けて，それらのデバイスに組み込むための既存および新規軟磁性材料に関して，現状と課題を整理しながらそれらの材料開発を進めていくことが強く望まれている．本シンポジウムでは，パワエレデバイスの一端を担っていくことが期待される酸化物軟磁性材料として，その代表な材料であるソフトフェライト(バルクから薄膜まで)に焦点を当てる．ソフト
フェライト材料の特長および最新動向を整理しながら，さらなる性能向上に向けたマテリアルデザインの視点での課題を整理するとともに，また，若手研究者へ新たに本材料の研究に参加しやすい動機付けを提供したい．加えて，デバイス応用の視点から，本材料を含めた軟磁性材料について話題を提供
する．
K2

K3

若手科学者へ贈る研究のヒント～未踏領域へ到達するために～
Gifts from pioneers to young scientists IV: ～To hitch your wagon to star～
第 3 回までは第 1，第 2 分野と共同で開催を行ってきた，人材育成を趣旨とする啓蒙的な内容の企画シンポジウムの第 4 弾であり，今回はさらに第3，第 8 分野とも共同で開催する．独創的な研究成果に到達するためには，どのような姿勢で研究に臨むべきか，また，転機をどのように向かえ成功へ導くのか，著名なベテランにご講演頂き，そのヒントを得ることを目的とする．会員，特に若手研究者への刺激になれば幸いである．講演では，講演者
ご自身の研究に触れつつ，研究者としての心構えや外部資金の獲得に関する話題など，シンポジウム全体として独創的な研究成果に到達するための必要条件を浮き彫りにする．講演後は双方向性の仕掛けとしてパネルディスカッションを設ける．
自動車の大変革を担う材料技術の最新動向
The latest trend of the materials R&D for the revolution of the Automotive
近年の自動車を取り巻く環境は，従来からの課題である環境負荷低減，軽量化，燃費などに加え，電動化，安全性，自動運転などに代表される革新技術への対応も求められ，より複雑化，高度化している．日本金属学会では，多くの材料を利用し日々進化している自動車技術に焦点を当て，その技術の革新を基盤から支える材料技術における最新の動向について，日本鉄鋼協会，自動車技術会と合同でシンポジウムを2018年度から企画してきた．本シンポジウムでは日本金属学会からの講演者に加え，自動車技術会および日本鉄鋼協会から自動車および鉄鋼メーカーの製造関係者ならびに材料研究者も迎えて最新の研究動向を講演していただき，自動車用材料技術の方向性を共有するとともに，講演大会参加者の研究における一助となることを目的とす
る．
K4



本 会 記 事

参加申込要領
インターネットによる大会参加申込期間および URL
(事前申込)2021年 5 月25日～8 月27日
https://www.jim.or.jp/convention/2021autumn/(後期(当日)申込)2021年 9 月 2 日～9 月17日
https://www.jim.or.jp/convention/2021autumn_after/

参加申込締切後，参加方法や講演概要ダウンロードについては，下記をご参照下さい．なお，領収書は，決済完了後に申込画面から各自印刷して下さい(WEB 画面講演大会 MyPage よりダウンロード)．

◆大会参加費(講演概要ダウンロード権含む)※年会費とは異なります．
参加費・懇親会の消費税扱については，ホームページ(一覧表 PDF)をご参照下さい．
会

員

資

格

事前参加申込(締切日8 月27日)

後期(当日)申込(9 月 2 日～会期最終日)
クレジット決済のみ

10,000円

13,000円

正員・維持員会社社員，シンポジウム共催・協賛の学協会会員・鉄鋼協会会員(本会非会員)
個人会員で2021年 3 月 1 日時点で65歳以上の方

無

学生員

6,000円

7,000円非会員 一般

24,000円

27,000円

非会員 学生(大学院生含む)

14,000円

16,000円料

無料

お支払後の取消は，準備の都合上ご返金いたしかねますのでご了承下さい．
 65 歳以上の個人会員 会員情報に生年月日のご登録がない場合は，課金されますのでご注意下さい．会員情報に生年月日をご登録させて頂きますので，大会参加登録の前に annualm＠jim.or.jp まで会員番号・お名前・ご連絡先・生年月日をお知らせ下さい．
 学生員 卒業予定変更等により会員種別に相違がある場合，事前に会員種別の変更手続きを行ってから，大会参加をお申込下さい．
非会員の(有料)参加申込者には，1 年間の会員資格を付与します．ただし特典は重複して付与いたしません．

◆支払方法
事前申込のお支払いはクレジットカードおよびコンビニ振込決済をご利用頂けますが，後期(当日)申込はクレジット決済のみとさせて頂きます．また，入金後のご返金は致しかねます．事前予約申込は 8 月27日(金)の入金日をもって事前参加申込完了となります．

◆参加方法および講演概要の WEB 公開
講演概要の公開日は，大会 2 週間前の2021年 8 月31日(火)です．
講演大会公開サイトにログイン後，講演概要の閲覧ができます．特許関係のお手続きは，公開日までにお済ませ下さい．
(事前参加申込みの方)参加申込みをされ，参加費を納入された方へは，概要公開日にオンライン参加に必要な参加者個別認
証 ID とパスワードを配信いたします．
(後期(当日)申込の方)参加申込受理通知に記載の「登録番号」および「パスワード」が講演概要閲覧に必要な個別認証 IDとパスワードになります．

◆講演概要集購入について
講演概要集 DVD は作成いたしません．全講演概要は，本大会 Web サイトで公開をします．これまで概要集 DVD のみ購入をされていた方も，通常の参加登録をして頂き，概要の閲覧をお願いします．

◆(金属学会単独開催)オンライン懇親会開催案内
開催日時 月日(火) ～開催方法 オンライン会議ツール Remo(予定)
参加費 無料
参加登録期間 事前登録(5 月25日(火)～8 月27日(金))および当日申込
登録方法 大会参加申込みの際，「懇親会に参加する」で申込下さい．
申込者へは，9 月上旬に会場 URL と参加方法の案内を配信します．
＊この懇親会で，ポスター賞の発表(表彰)を行います．
参加申込・問合先〒9808544 仙台市青葉区一番町 11432 (公社)日本金属学会
 0222233685 %FAX 0222236312 Email: annualm＠jim.or.jp

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan日本金属学会新ロゴマーク募集のご案内

日本金属学会では，会員バッジのデザインとして 1949年に応募された右図のものをこれまでロゴマークとして使用してきましたが， N.K.G. の文字の意味が海外では理解されない，他の学協会のロゴマークと比べて目立たない，正式なロゴマークとして制定されていな
いため改変された異なるデザインが存在するなど，いくつかの不具合が指摘されています．
そこで，広報推進 WG(ワーキンググループ)では，当学会の活動を内外により積極的に発信するため，様々な学会活動を通じて使用する新たなロゴマークを広く一般から募集したい

現在使用されていると考えております．募集要項は下記のとおりで，本会のホームページにより詳細な公募要領

ロゴマークデザイン

をご案内しております．皆様のご応募を心よりお待ちしております．
広報推進 WG

委員長 柴田直哉◇新ロゴマークデザイン募集概要◇
.

応募資格

会員，非会員を問わない

.

締め切り

年月日(金)

.

賞

金

最優秀賞30万円(1 点)，優秀賞10万円(数点)

権最優秀賞，優秀賞作品は本会に帰属する

.

著

.

新ロゴでお伝えしたいキーワード作.

作品について金属・マテリアル，伝統，協創，挑戦，変革，未来 ・◯ を 1 作品 1 セットとしてご応募下さい．
下記の◯

◯

ロゴマークデザイン案
用紙サイズ

A4 判横位置

2枚(フルカラー印刷用

1 枚，同デザインのモノクロ印刷用

1 枚)ロゴマーク縦横比は，34 から 43 の範囲とする

デザイン形式

データ形式・容量JPG・2MB 以内・解像度300 dpi 以上・CMYK カラー※日本金属学会を表す言葉(金属学会，JIM 等)を含む必要は必ずしもありません．

.


◯

ロゴマークのデザインコンセプト(200字以内

◯

未発表オリジナルの作品に限る

作品提出先

WORD 形式)(他者の著作権を侵害しないことを確認すること)

当学会事務局(担当山村英明)までメールにてご応募下さい．
宛先secgnl＠jim.or.jp

.

応募者情報

お名前(ふりがな)，ご連絡先(住所，電話番号，Email アドレス)をご記入下さい．

～



たくさんのご応募をお待ちしております．～

本 会 記 事

研究会 No. 65

第一回

状態図・計算熱力学研究会

近年，カルファド法に代表される状態図・計算熱力学分野は急速に進化を遂げています．それは理論計算手法の高度化，マテリアルズ・インフォマティクスの提唱，データ
科学手法の導入，実験手法の高度化など多岐にわたっています．本研究会では，この計算熱力学分野における最新の研究を共有するとともに，議論を深めることを目的としています．第一回研究会に参加をご希望の方は下記要領にてお申し込み下さい．
(研究会代表世話人

物質・材料研究機構 阿部太一)〈公募類記事〉
無料掲載募集人員，締切日，問合先のみ掲載．
有料掲載1/4頁(700～800文字)程度．
「まてりあ」とホームページに掲載15,000円＋税ホームページのみ掲載
10,000円＋税〈その他の記事〉 原則として有料掲載．
原稿締切・掲載号毎月 1 日締切で翌月号 1 回掲載
原稿提出方法電子メール(受け取りメールの確認をして下さい)原稿送信先%FAX 0222236312 Email : materia＠jim.or.jp

公募◇国立研究開発法人物質・材料研究機構
定年制職員(正職員)公募◇

公募人数
研究職

日

時 年月日(月)

物質・材料一般(分野不問)

場

所

分野指定公募オンライン開催

エンジニア職

参加費

無料

定

50名程度

員

分野指定公募

参加申込締切 年月日(月)申込方法

数名(女性枠あり)

各 1 名(8 分野)
各 1 名(5 分野)

専門分野


申込先まで件名を［第一回研究会］として，◯研究職

 所属，◯
 E
氏名，◯mail アドレスを明記してお 物質・材料一般(材料工学(構造材料を含む)，応用物◯

申し込み下さい．

性学，材料化学，材料データ科学，他，物質・材料に関申込・問合先阿部太一

する研究であれば分野を問わない．特に，以下を専門とEmail: abe.taichi＠nims.go.jp

物質・材料研究機構

する応募者を歓迎(量子マテリアル，水素脆性，蓄電池
材料，人工知能材料，テラヘルツ材料，データ科学，有 物質・材料一般(女性の機材料，バイオ関連材料))，◯ 水素製造用触媒材料技術，◯
 熱電材料おみ応募可)，◯
 電池材料解析，◯
 スピンカロリト
よびデバイス創製，◯
 計算熱力学，◯ 高性能鉄鋼材料，◯
 先端電
ロニクス，◯
データ駆動機能性材料研究
子顕微鏡材料解析，◯エンジニア職
 液体水素基盤技術の開発，◯
 オペランド計測装置の開◯ インフラストラクチャ・アーキテクト又は発と応用，◯
 IT サービスエンジニア，◯
 材料
IT スペシャリスト，◯

データ利用技術
公募締切◇◇

年月上旬～中旬頃

業務(研究)内容，応募資格，応募方法などの詳細◇は当機構のホームページを参照
https://www.nims.go.jp/employment/permanent-researcher.html

問合せ先〒3050047 つくば市千現 121
国立研究開発法人物質・材料研究機構
人材部門

人材開発室

 0298592555
Email: nimsrecruit＠nims.go.jp

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan◇大阪大学接合科学研究所
.

募集人員

 0668798640

教員公募◇

詳 細 は 当 研 究 所 の ホ ー ム ペ ー ジ ( http: // www.jwri.osaka 

教授 1 名u.ac.jp)をご参照ください．

(大阪大学は男女共同参画を推進しています．

以上

女性研究者の積極的な応募を歓迎します．）
.

所

属

大阪大学接合科学研究所 接合評価研究部門
接合設計学分野

.

職務内容

助

成

実験と数値解析をマルチスケールに展開しな(公財)泉科学技術振興財団

年度研究助成等の募集

がらの，溶接・接合構造物の信頼性・安全性の評価手法ならびに最適な継手設計の評価手法に関する研究開発，講義および研究指導
.

応募資格

研究助成

(高度機能性材料およびこれに関連する科学技術(対象学生は大学院生ならびに学部生)の基礎研究分野における真に独自の発想に基づ

博士の学位または外国の Ph.D. を有すること

く新しい研究に対する助成)助成金額1 件100万

上記専門分野における十分な研究実績がある

円以下，38件
研究集会スタートアップ及びその飛躍への助成

こと

助成金額1 件50万円以内/年，5 件以内

業務遂行に支障のないレベルの日本語と英語の能力があること

募集期間2021年 4 月 1 日～6 月15日(必着)

.

着任時期

2021年10月 1 日以降，可能な限り早い時期

応募方法

詳細は下記ホームページをご参照下さい.

任期間の定めなし

連 絡 先〒5310072 大阪市北区豊崎 397

.

選考方法

.

期

公益財団法人 泉科学技術振興財団

書類審査(必要に応じて面接を実施)

http://www.izumizaidan.jp/

応募要領
 必要書類(原本 1 部とコピー 5 部を提出して下さい．
）
履歴書(写真貼付)

 0663731811
Email: info＠izumizaidan.jp

研究業績目録(査読付原著論文，国際会議論文，著
書，総説・解説，特許，その他に区分し，区分毎に新しい年度から順に通し番号を付して記載する．また，原著論文には，インパクトファクターと被引用件数を併記)
主要論文別刷(10編以内，コピー可．また，インパク
トファクター，被引用件数，概要，意義，応募者の貢献内容を，A4 用紙 1 枚以内で簡略に記載し，各論文の表紙とする．)これまでの研究業績の概要( A4 用紙 2 枚程度，研究
テーマ別に記載)
着任後の研究・教育活動の計画と抱負( A4 用紙 2 枚程度)
科研費等外部資金の獲得状況(代表者あるいは分担者

◇

を明記)

◇

◇

その他の特記事項(受賞，国内外での学会活動，社会活動，産学官連携など)
推薦書(2 名)または応募者について所見を伺える方の氏名と連絡先(2 名)
 応募締切日 年月日(水)必着 応募書類の提出先〒5670047 大阪府茨木市美穂ヶ丘111
大阪大学

接合科学研究所 庶務係長宛(封筒の表に「接合評価研究部門 接合設計学分野

教授

応募書類在中」と朱書きし，書留郵便で送付のこと．
応募書類については返却いたしません．）
.

本件に関する問合せ先大阪大学接合科学研究所長

田中

学E mail: tanaka ＃ jwri.osaka u.ac.jp(＃の箇所を＠に置き換えて下さい．）

本 会 記 事年春期(第回)講演大会記録
2021 年春期講演大会は， 3 月 16 日(火)から 19 日(金)の期オンライン懇親会(オンライン会議ツール Remo 使用)

間，オンライン(Zoom)で開催した．

日

3 月16日(火) 1000～1615 第 36 回ポスターセッション，

参加者

3 月16日(火)1830～2030時

64名

第 5 回高校生・高専学生ポス

開会の辞

ターセッション

歓

日本金属学会会長

東北大学教授 高梨弘毅

談

優秀ポスター賞授賞者発表

1830～2030 オンライン懇親会
3 月17日(水) 900～ 905 開催の辞

講演大会委員会委員長

905～1005 第66回学会賞受賞記念講演懇1020～1120 第66回本多記念講演

開会の辞

東京大学教授 御手洗容子

談
日本金属学会副会長

東京大学教授 森田一樹

1200～1240 第11回技術セミナー

大会参加者

1300～1440 第 1 回 R&D セミナー
1300～1700 一般講演，各種シンポジウム講

演，受賞講演1,217名(一般676名

学生334名非会員60名(一般34名

学生26名)，協賛学協会参加者19名，名誉員・65歳以上62名，3 月18日(木) 900～1705 一般講演，各種シンポジウム講

非会員基調講演者 21 名，高校生ポスター参加者 12 名，オン

演，受賞講演，共同セッショ

ライン展示企業・技術セミナー・R&D セミナー企業14名)

ン，技術セミナー， R&D セミ※オンライン開催のため日本鉄鋼協会との相互聴講は実施し
なかった．

ナー
3 月19日(金) 900～1645 一般講演，各種シンポジウム講

演，受賞講演，共同セッショ※前大会より 3 月 1 日時点で 65 歳の会員は参加費無料とした．

ン，技術セミナー
常時開設

学術講演会(3 月17日～19日)

オンライン展示会

最終講演件数632件
欠講 1 件(講演番号一般講演 No.289)

開催にあたって(3 月17日)
高梨弘毅会長より春期講演大会オンライン開催にあたって

第66回学会賞記念講演 1 題
第66回本多記念講演 1 題の挨拶があった．

公募シンポジウム講演 7 テーマ142題
企画シンポジウム 2 テーマ

第回学会賞受賞記念講演(3 月17日)「高力学的生体適合性金属系バイオマテリアルのさらなる展開」

大阪大学特任教授，東北大学名誉教授 新家光雄

君

第回本多記念講演(3 月17日)

一般講演 321 題(功績賞受賞記念講演 6 題，谷川・ハリス賞受賞講演 2 題，増本量賞受賞記念講演 1 題，技術賞受賞記念講演 3 題，招待講演 2 題含む)

「金属間化合物を利用した高温構造材料の状態図に基づい共同セッション10題

た組織設計指導原理と結晶粒界の役割」

ポスターセッション105題

東京工業大学教授 竹山雅夫

君

高校生ポスター
講演会場

贈呈式

15題

24題

15会場(A～O 会場)

オンライン開催のため下記授賞の贈呈式は開催しな
第回ポスターセッション(3 月16日)

かった．
第回学会賞

1 名(受賞者本誌254頁)

第1部

1000～1130

第回技術賞

3 名(受賞者本誌255頁)

第2部

1300～1430

第回金属組織写真賞

最優秀賞 1 件，優秀賞 2 件(受賞者本誌256頁)
10名(受賞者本誌258頁)

ついてオンラインにより審査が行われた．ポスターは事前

6 名(学術部門 5 名，技術部門 1 名)(受賞に発表者から提出されたポスター画像をポスター掲示シス第回研究技能功労賞
第回功績賞

105件のポスター発表を 2 部制の時間帯に分けて行い，優秀ポスター賞審査対象となっている 95 件の内容・発表に者本誌260頁)
第回谷川・ハリス賞

テム上に掲載し，当日はポスターの閲覧をし，各講演ルー
2 名(受賞者本誌261頁)

ムへ訪れた聴講者に発表を行った．

第回増本量賞

1 名(受賞者本誌261頁)

3 月16日「優秀ポスター賞」30名が決定し，オンライン懇

新名誉員推戴者

2 名(受賞者本誌262頁)

親会にて受賞者を発表するとともに 3 月 17 日に受賞者を第回フェロー認定者

2 名(受賞者本誌263頁)

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

本会春期講演大会公開プログラムサイトに掲載した．



第回高校生ポスターセッション(3 月16日) 1445～1615

3/18(木)24件の高校生・高専学生(3 年生以下)ポスター発表は同時株アドバンスソフト

に 審 査 も 行 わ れ た ． 審 査 結 果 は 3 月 16 日 に 最 優 秀 賞 2

新興精機

件，優秀賞12件が決定し，3 月17日に受賞者を本会春期講

3/19(金)演大会公開プログラムサイトに掲載した．

株アドバンスソフト

オンラインによる発表でありながらも，しっかりとした
研究内容の発表がなされており，審査員や聴講者は興味深

第回 R&D セミナー(月日～日)

く質疑する様子が見受けられ，盛況であった．ポスターセ各社の研究開発動向を解説頂くセミナーを開催した．

ッションと同様，事前に発表者から提出されたポスター画

以下の企業がオンライン会場で 40 分程度のセミナーを行い，参加者数はのべ合計43名であった．

像をポスター掲示システム上に掲載した．

(参加企業・団体参加数)
3/17(水)金属学会・鉄鋼協会共同セッション「チタン・チタン合金」 7 題(金属 3 題，鉄鋼 4 題)は 3

株 14名日立金属

月19日に金属学会 G 会場で開催した．

株 15名三菱マテリアル「超微細粒組織制御の基礎」 6 題(金属 4 題，鉄鋼 2 題)

3/18(木)は 3 月 18 日 に 鉄 鋼 協 会 12 会 場 ( オ ン ラ イ ン 会 議 ツ ー ル

株 11名(午前 5 名，午後 6 名)
東邦チタニウム

Webex 利用)で開催した．

トピー工業4 名「高温溶融体の物理化学的性質」10題(金属 3 題，鉄鋼 7
題)は 3 月18日に金属学会 L 会場で開催した．

大会雑記
本来は東京大学駒場キャンパスでの春期講演大会開催であったが，新型コロナウィルス感染拡大防止のため， 2020 年

オンライン機器・カタログ等展示会(第回)
機器展示 8 社の出展の協力を得た．各社のご厚意に感謝

秋期講演大会に引き続きオンライン会議ツール Zoom を利用いたします．

したオンライン形式での開催となった．前回からの変更点として，ポスターセッションを Zoom 発表だけではなく，オンライン上でポスターを閲覧できるシステムを導入した．ま第回技術セミナー(現地開催時の名称企業ランチョンセ

た，オンライン会議ツール Remo で交流室(談話室)を用意

ミナー)(3 月17日～19日)

し，参加者同士の交流の場を設けた．Remo を使用し，初め講演大会参加者に最新の技術情報を聴講いただく，企業セてオンラインによる懇親会を行い，優秀ポスター賞の授賞発

ミナーを開催した．

表を行った．受賞者はオンライン上のステージに登壇し，御以下の企業がオンライン会場で 40 分程度のセミナーを行

手洗講演大会委員長から祝辞をもらった．初の試みではあっった．

たが，懇親会は参加者には大変好評であった．
2021 年春期講演大会オンライン開催にあたり，座長，会(参加企業・団体)
3/17(水)

場係の皆様，また参加者の皆様には事前のマニュアル確認や株オックスフォード・インストゥルメンツ

事前操作テストなど万全な準備を行いご参加くださり誠にありがとうございました．無事に開催できましたこと，衷心よ
り厚くお礼申し上げます．

◇



◇

◇

本 会 記 事Multi-Directional Forging and Warm Extrusion of
Hiromi Miura, Keiichiro Minami,
AZ80Mg Alloys

日 本 金 属 学 会 誌 掲 載 論 文

Masakazu Kobayashi and Chihiro Watanabe

Vol. 85, No. 5（2021）―論文―

多層 SiDLC/DLC 膜の機械的特性と摩耗特性の比較
小林幸央 西本明生
調査
アルミニウムフレーク充填エポキシ樹脂複合材料の力学特性に及ぼすフレーク表面処理の影響
迫優太朗

黒瀬

隆

石神

明

伊藤浩志

リチウムイオン電池における単結晶シリコン負極の充電反応によるリチウム化の大気非暴露電子顕微鏡観察
島内

優

池本

祥

大森滋和

糸井貴臣

電子ビーム溶融法によって作製されたチタンアルミ合
金の機械的特性に及ぼす組織配向の影響
井上佳奈

筧

幸次

―技 術 論 文―
リマニュファクチャリングのための浸炭歯車の損傷評
金澤智尚 早川正夫 吉本光宏 田原佑規
価
畑

典仁

目黒

奨

廣戸孝信

松下能孝

菅原道雄

Materials Transactions 掲載論文
Vol. 62, No. 5（2021）―Regular Article―
Materials Physics

Theoretical Prediction of Grain Boundary Segregation Using Nano-Polycrystalline Grain Boundary Model
Kazuma Ito, Hideaki Sawada and Shigenobu Ogata

Hydrogen-Trapping Energy in Screw and Edge
Dislocations in Aluminum: First-Principles CalcuMasatake Yamaguchi, Mitsuhiro Itakura,lations

A Novel Al0.5CuFeNiV High Entropy Alloy: Phase
Analysis, Microstructure and Compressive ProperJiaojiao Yi, Lu Wang, Fuyang Cao, Lin Yang andties
Mingqin Xu

Nano-Indentation Creep Behavior of the Vacuum
Electron
Beam
Weldmentof
12Cr10Co3W2MoNiVNbNB Heat Resistant Steel
Jiankun Xiong, Jianping Yang, Haiyan Zhao, Guijun Mao,
Fen He, Lin Yang and Yanyan Huang
Mechanics of Materials

Effects of Defects and Inclusions on the Fatigue
Properties of Inconel 718 Fabricated by Laser
Powder Bed Fusion Followed by HIPManatsu Ogawahara and Shinya Sasaki

Assessment of Hydrogen Accumulation Behavior
Zn
Mg Alloy under Strain with Kelvin Forcein Al
Microscopy
Hiro Fujihara, Hiroyuki Toda, Makoto Arita,
Kazuyuki Shimizu, Akihisa Takeuchi and Kentaro Uesugi

The Local Rearrangement of Tension Deformationin AlSi Amorphous Alloy: A Molecular Dynamics
Study
Ye Li, Hongyu Liang, Yinzhu She and Yulin Wang

Evaluation of Local Gelation Behavior of Aqueous
Methylcellulose Solution Using Quartz Crystal
Kenji Yamaoka, Yoshihisa Fujii andMicrobalance
Naoya TorikaiMaterials Chemistry

Evaluation of Chloride Ion Concentration and pH
on Depassivation of Steel Rebar in Concrete Investigated by Electrochemical Impedance Measurement of Probe Electrodes

Tomohito Tsuru and Ken-ichi Ebihara

Yoshinao Hoshi, Shuhei Watanabe, Hiroyuki Tokieda, Isao
Shitanda and Masayuki Itagaki

Fabrication of Metal Matrix Composite Containing
Manganese Nitride Showing Giant Negative Thermal Expansion by Compressive Torsion ProcessKoshi Takenaka, Kentaro Otsuka,
ing

Evaluation of Magnesium Tin Silicide Sintered Bodies Prepared by Liquid-Phase Pressure-Less SinHiroyuki Inoue, Masahiko Kato,tering

Yoshihiko Okamoto, Yuji Kume and Makoto Kobashi
Microstructure of Materials

Effects of Alloying Elements on Microstructure,
Hardness and Growth Rate of Compound Layer in
Gaseous-Nitrided Ferritic Alloys
Fanhui Meng, Goro Miyamoto and Tadashi Furuhara

Nanostructure Distribution and Strengthening
Zn/Al
Mechanisms in the Interface Regions of Al
Mg Multilayered Composites
Shan Lin, Hiroshi Okuda, Katsushi Matsumoto,
Masahiro Yamaguchi and Kazufumi Sato

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

Haruhiko Udono and Takehide Kobayashi
Materials Processing

Analysis of Residual Stress in Steel Bar Processedby Cold Drawing and Straightening
Satoru Nishida, Souichiro Nishino, Masahiko Sekine,
Yuuki Oka, Stefanus Harjo, Takuro Kawasaki,
Hiroshi Suzuki, Yukio Morii and Yoshinobu Ishii

Evaluation of Vermicularity of Compacted
Graphite Iron Based on Multiple Characteristic
Points of Thermal Analysis
Ailong Jiang, Xuelei Tian, Hongda Song, Guili Gao,
Qiang Wu, Dequan Shi, Zhenyu Xu and Yubin Wu

―Express Rapid Publication―
New Dissimilar Joining Method of CFRP/A6061
Al by Cu Electrodeposition

Engineering Materials and Their Applications

Microstructure,
Morphology
andMagnetic
Property of (001)-Textured MnAlGe Films on Si/
SiO2 Substrate

Koji Naito, Soichiro Deguchi, Masataka Hakamada andMamoru Mabuchi

Rie Y. Umetsu, Satoshi Semboshi, Yoshifuru Mitsui,
Hirokazu Katsui, Yoshito Nozaki, Isamu Yuitoo,
Teruaki Takeuchi, Mikiko Saito and Hiroshi Kawarada

◇

◇

まてりあ

◇

第
巻号

［新役員紹介］2021年新役員紹介［巻 頭 言］会長就任のご挨拶［金属なんでもランキング ］No. 14 中性子散乱長［最近の研究］顕微軟 X 線発光分光法を用いた固体の化学結合状
態分析 …………………………東北大 寺内正己他［新 進 気 鋭］アルミニウム溶湯処理プロセス中の環境負荷低減
技術開発 …………………………東北大 山本卓也

予告

［実学講座］金属材料実験の手引き
12 汎用走査電子顕微鏡を用いた組織観察(続き)…………………………………………名大 徳永智春
―他―

編集の都合により変更になる場合があります(2021年 2 月20日～2021年 3 月19日)

正

員

飴谷彰洋
小山内英世
金森圭治
静
杏奈
学

生

小坂豪志
澤原馨登
内藤悠貴
半田祥樹

株式会社ハイレックスコーポレーション

DOWA パワーデバイス株式会社
日本軽金属株式会社
サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社

谷口誠典
土井大輔
並木和彦
星
雅己

株式会社シマノ

彦坂
元
平賀知輝
福田理佳子
松川奈愛

東京工業大学

柳沢智子
吉川
明
呂
明哲
和田憲幸

田中貴金属工業株式会社

横山塔子
吉岡遼太
渡邊海香

東京工業大学株式会社野村総合研究所
鈴鹿工業高等専門学校

員
群馬大学
東海大学
東京工業大学
名城大学

国立研究開発法人物質・材料研究機構
東京工業大学

香川大学
九州工業大学

岩手大学

外国学生会員equbal ashif 京都大学
Zhu Chengfei Nanjing Tech University
韓恕 京都大学朴 盛賢 大阪大学
YU JIANHUI 東京工業大学
劉 宇星 東京工業大学

王

植

京都大学

住所変更等の手続きは，ホームページ入会・会員→会員マイページをご利用下さい．

本 会 記 事

に無料とした)．

金属学会講習会開催報告

講習会の内容は，初日が「熱力学の数学的構造」で，二日目が「CALPHAD 法からフェーズフィールド法へ」である．

熱力学と組織形成の基礎

まず「熱力学の数学的構造」に関しては，非常に多くの変数，(セミナー・シンポジウム委員会企画)

多様な熱力学的関数，および各種の偏微分関係式からなる熱力学の体系を，多変数・多次元の記憶図に基づき統一的に理開 催 日

2021年 3 月18日，3 月19日

開催場所

オンライン開催(春期講演大会 A 会場)

解する方法論を解説した．これは，熱力学という学問に対する実践的ノウハウと捉えることができる，いわば“学問に対する講習会”を意図した内容である．次に「 CALPHAD 法

本講習会の内容に関する報告をさせてただく前に，金属学からフェーズフィールド法へ」では，状態図計算と組織形成

会講習会について説明させていただきたい(たまたま筆者

シミュレーションに関する実践的ノウハウの解説を行った．

が，セミナー・シンポジウム委員会委員長，および本講習会

状態図の計算科学は，近年， CALPHAD 法の名の下に広くの講師であったため，両立場にて以下説明させていただきま

活用されているが，つい数年前まで初学者が自由に実践できす)．日本金属学会は2013年に公益社団法人へ移行し，定款る状況になかった．しかしここ数年で計算環境は劇的に変化において，講演会・講習会事業が明記され，それまで，講演し，今回の講習では，状態図計算ソフトウェアや，ギブスエ

大会委員会の下部組織であったセミナー・シンポジウム委員

ネルギーの熱力学データの入手に始まり，2 成分系および 3会が独立した委員会となった．セミナー・シンポジウム委員

成分系状態図を，パソコン上で，自在に計算できることを実会が担当する講演会・講習会事業は，金属学会セミナー，金演した．ソフトウェアのお試しバージョン(もちろん無料)で，属学会シンポジウム(以前の名称は分科会シンポジウム)，お3 成分系の状態図が計算でき，かつギブスエネルギーの熱力

よび金属学会講習会である．それぞれの相違点は，以下のよ学データ(tdb ファイル)も無料でダウンロードできるので，うにまとめられる．金属学会セミナー研究者・技術者に対現在，明らかに状態図は計算しながら学習する時代に入った

する啓発また教育・育成活動が目的，金属学会シンポジウと思われる．続いて，ここで説明した状態図の熱力学的パラ

ム専門家同士の研究発表および討論の場，金属学会講習

メータを用いて，相分離シミュレーションを，フェーズフィ

会各種の実践的ノウハウの習得，また教育・研究に関するールド法にて行う手順を解説した．今回，計算環境を Py-

スキルアップ．

thon としたため，計算環境は簡単に構築でき，プログラム

そ こ で 今 回 ， 熱 力 学 の 基 礎 ， 計 算 熱 力 学 ( CALPHAD

は，著者が公開しているホームページからダウンロードでき法)，および材料組織形成の計算機シミュレーション(フェーる．したがって， Python をインストールして，ソースコー

ズフィールド法)を対象とし，実践的ノウハウの習得を目的

ドを読んで実行するとその場で相分離シミュレーションを実に，「熱力学と組織形成の基礎」と題した講習会を，セミナ施できる(こちらも全て無料)．またソースコード内を見れ

ー・シンポジウム委員会主催として企画させていただいた．

ば，状態図のギブスエネルギー内の熱力学データが，どこに金属学に役立つ実践的ノウハウの解説に重点を置いた講習会

書かれているかも一目瞭然である．

であるため，特に学生や若手研究者・技術者を主たる対象とネット環境とパソコンさえあれば，だれでも気軽に状態図考え，開催日程に関しては，日本金属学会 2021 年春期(第計算から組織シミュレーションまでを実行しながら学習でき

168 回)講演大会のセッションが終了した 17 時～ 18 時の 1 時

る時代が到来した．もちろん状態図も相変態も奥が深く，き間を使わせていただき， 2 日間( 3 月 18 日19 日)にわたってちんとした解析には十分な知識・知見が必要である．初学者

開催することとした．オンラインの講演大会スケジュールが当該計算分野を学ぶ障壁が，現在全く無くなったことを直に，そのまま継続した形での講習会開催となったことも幸い

接伝える場として，講習会形式は非常に有益であったと思わし，参加者数は両日 100 名以上と非常に盛況であった(なおれる．

(文責小山)

今回，講演大会に連動したオンライン環境での講習会とした(企画世話人名古屋大 小山敏幸)

ため，参加者を講演大会参加者に限定し，講習会費は試行的◇

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan

◇

◇




行
開催日

事

カ

名称・開催地・掲載号


年月
セ ラ ミ ッ ク ス 大 学 2021 ( CEPRO2021 ) ( Web 開
15～11.6(全 7 回) 催)

レ

ン

主催

ダ

ー 太字本会主催(ホームページ掲載)
問合先

締切

15～16

軽金属学会第140回春期大会(Web 開催)

日本セラミックス TEL 033362
5231
協会
cersj-kyouiku＠ceramic.or.jp
http://www.ceramic.or.jp/
軽金属学会
https://www.jilm.or.jp/convention/index

19～20

第 7 回岩崎コンファレンス(Web 開催)

日本磁気学会TEL 0352810106
msj＠bj.wakwak.com

4.30

19～20

第37回希土類討論会(松山)日本希土類学会

TEL 0668797352
kidorui＠chem.eng.osaka-u.ac.jp
http://www.kidorui.org/

発表
1.22

20

ナノ学会第19回大会(名大)ナノ学会

21, 28

第 6 回マルチスケール材料力学シンポジウム(Web 開催)
トライボロジー会議 2021 春 東京 ( Web 開催)

日本材料学会

nano19＠mtg-officepolaris.com
https://mtg-officepolaris.com/nano19/
http://www.jsms.jp

24～26

24～30

第414回講習会「製造現場での IoT 活用術―今日から始めるひと工夫―」(Web 開催)

日 本 ト ラ イ ボ ロ TEL 033434
1926
ジー学会
jast＠tribology.co.jp
http://www.tribology.jp/
精密工学会
TEL 0352265191
https://www2.jspe.or.jp/

26～28

第26回計算工学会講演会(北九州)

日本計算工学会28

腐食防食部門委員会第335回例会(Web 開催)

日本材料学会


年月
2～3
2021年度溶接入門講座(Web 開催)

溶接学会

TEL 0338688957 conf.office＠jsces.org
http://www.jsces.org/koenkai/26/
TEL 0757615321 jimu＠jsms.jp
https://www.jsms.jp
TEL 0358254073
jwsinfo＠tg.rim.or.jp
http://www.jweld.jp/

3～4

第37回現代コロイド・界面化学基礎講座(Web 開催)

日本化学会コロイ TEL 011
7067110
ドおよび界面化学 https://colloid.csj.jp/
部会

3～5

2021年度塑性加工春季講演会(Web 開催)
日本顕微鏡学会第77回学術講演会(つくば)日本塑性加工学会 http://www.jstp.or.jp
日本顕微鏡学会
TEL 0364575156
jsm-post＠microscopy.or.jp
http://conference.wdc-jp.com/microscopy/
conf2021/index.html
研 究 会 No. 85 ・ abe.taichi＠nims.go.jp
阿部(物材機構)

14～16




第一回状態図・計算熱力学研究会(Web 開催)本
号321頁

30

第241回西山記念技術講座
先端鉄鋼製精錬プロセス技術における基礎と実践研究(Web開催)

日本鉄鋼協会


年月
5～8
The 7th International Conference on the 粉体工学会
Characterization and Control of Interfaces forHigh Quality Advanced Materials (ICCCI2022)(富士吉田)

26～27

第25回動力・エネルギー技術シンポジウム(Web
開催)

27～30

第56回真空技術基礎講習会(大阪)


年月
19
2021茨城講演会(茨城大)25～27

日本実験力学会2021年度年次講演会(弘前大)


年月

～

日本金属学会秋期講演大会(オンライン開催)

8 ～10

2021年度工学教育研究講演会(信州大)

事前
4.15
5.10

5.21

100名

TEL 0336695933
educact＠isij.or.jp
https://www.isij.or.jp/
http://ceramics.ynu.ac.jp/iccci2022/index.
html
iccci2022＠ynu.ac.jp

TEL 0353603505
https://www.jsme.or.jp/
日本表面真空学会 TEL 072553
2329
gkyoukai＠dantai.triosaka.jp
https://www.jvss.jp/

日本機械学会7.19

日本機械学会関東 TEL 029438
5046
支部
ibakouen＠ml.ibaraki.ac.jp
日本実験力学会
TEL 0172393553
annual21＠jsem.jp
http://www.jsem.jp/
日本金属学会TEL 0222233685 FAX 0222236312
annualm＠jim.or.jp

共同セ 6.18
講演 7.2
事前参加申込8.27

日 本 工 学 教 育 協 TEL 035442
1021
会・川上
kawakami＠jsee.or.jp
http://www.jsee.or.jp/年月
3～6
The 16th International Symposium on Advanced 日本実験力学会・ TEL 0253689310
Science and Technology in Experimental 小林(新潟大)
office-jsem＠clg.niigata-u.ac.jp
Mechanics(Vietnam)
http://isem16.imech.ac.vn/
28～12.2
The 9th International Symposium on Surface 日本表面真空学会 isss9＠jvssjp
Science (ISSS9)(高松)https://www.jvss.jp/isss9/



本 会 記 事

開催日

名称・開催地・掲載号

主催
年月
1～3
EcoDesign2021(奈良)

8 ～10

第47回固体イオニクス討論会(徳島)13～17Materials Research Meeting 2021(MRM2021)
(横浜)


年月
第 18 回アルミニウム合金国際会議( ICAA18 )(富
4～8
山)

問合先

締切

エコデザイン学会 ecodesign2021_secretariat＠ecodenet.com
連合
http://ecodenet.com/ed2021/
日本固体イオニク TEL 088
6567577
ス学会
nakamura.o.koichi＠tokushima-u.ac.jp
https://www.ssi-j.org/symp/ssij47/index.
html
日本 MRSTEL 0362649071
info_mrm＠jmru.org
https://mrm2021.jmru.org/

http://www.icaa18.org/

軽金属学会

お知らせ
◇

新型コロナウイルス(COVID19)感染の拡大を鑑みて，当初予定をしていた 2021年秋期講演大会の開催期日は変更になりました．また，開催方法もオンライン形式で行うこととなりました．今後のスケジュールは本号
会告305頁をご確認下さい．

◇

本会の新ロゴマークを公募により募集することになりました(本号会告320頁参照)．皆様の積極的な沢山のご応募をお待ちしております．

◇

◇

◇

2021, 2022年度会報編集委員会
委員
長
副 委 員 長
委
員

竹田
修
田中秀明
池尾直子
大野直子
小嶋隆幸
齊藤信雄
鈴木真由美
塚田祐貴
徳永透子
袴田昌高
松垣あいら
盛田元彰
横井達矢

石川史太郎
岡田周祐
小畠淳平
篠原百合
田辺栄司
寺本武司
長岡
亨
本間智之
宮崎秀俊
山本剛久
李
誠鎬

ま て り あ 第巻 第号（） 発行日
発行所

井田駿太郎
川西咲子
小柳禎彦
佐々木秀顕
島克利
圓谷貴夫
豊木研太郎
春本高志
眞山
剛
山崎由勝

2021年 5 月 1 日

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

ま て り あ 第60巻 第 5 号(2021)
Materia Japan発
印
発(五十音順，敬称略）

植木洸輔
木口賢紀
小山元道
佐藤豊人
高山直樹
寺西
亮
永井
崇
藤井
進
三井好古
山中謙太

宇部卓司
北村一浩
齊藤雄太
芹澤
愛
堤
祐介
轟
直人
長谷川 誠
松本洋明
諸岡
聡
吉年規治

大塚
誠
國枝知徳
近藤亮太
鈴木賢紀
趙
研
土井康太郎
永瀬丈嗣
松浦昌志
宮部さやか
山本知一

定価,円(本体,円＋税)送料円
行
刷
売

人
所
所

山村英明
小宮山印刷工業株式会社
丸善雄松堂株式会社〒1600002 東京都新宿区四谷坂町 1010

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

後

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2021年 5 月 1 日発行「まてりあ」