【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NU0060
利用課題名 / Title
強ひずみ加工を施した金属材料の微細構造解析：HPT加工を施したアルミニウム合金
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
アクチュエーター/ Actuator,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,電子分光/ Electron spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
高田 尚記
所属名 / Affiliation
名古屋大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
キムダソム,大谷祐貴
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
中尾知代
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,共同研究/Joint Research
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-103：高分解能透過電子顕微鏡システム
NU-104：直交型高速加工観察分析装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
強ひずみ加工 (SPD: Severe plastic deformation) は材料に塑性ひずみを加え微細な結晶粒組織を与える加工プロセスである．回転するアンビルを用いてねじり変形を加える高圧ねじり加工 (HPT: High pressure torsion) を始めとし，円管内を繰り返し通過させ曲げ変形させるECAP (Equal channel angular pressing) 加工，圧延した板状材料を切断し積層して再び圧延するARB (Accumulative roll bonding) 加工などがある．SPD金属はナノスケールの多結晶組織を示し，結晶粒微細化に伴う力学特性の向上が報告されている．本研究では，HPTにて強ひずみ加工を施した2099 Al-Li-Cu合金の組織を解析した．
実験 / Experimental
2099 Al-Cu-Li合金板材からワイヤ放電加工機を用いて円盤状のHPT加工に供するための円盤状試料（直径は25 mm、厚さは5 mm）を作製した．円盤試料をアンビル間の窪みに設置し，室温にて圧力1 GPa (50 kN) の静水圧を加えながら15回転のねじり変形を加えてHPT試料 を得た。アンビルの回転速度は0.4 rpmである．透過電子顕微鏡（TEM）観察用サンプル作製には，集束イオンビーム加工装置 Hitachi FB-2100を用いた．組織観察及びエネルギー分散型X線分光（EDS）による組成分析には，JEOL JEM-2100F/HKを用いた.
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1に，15回転のHPT加工を施した試料断面のTEM明視野像と電子線回折図形を示す．a-Al母相において厚さ100 nm程度の伸長した超微細粒（Fig. 1a, b）が観察され，粒状形態を有する金属間化合物相（Fig. 1c）が局所的に観察された．EDS組成分析（Fig. 2）より，これらの金属間化合物において高濃度のCu元素が濃化しており，Mg元素も存在していることがわかった．EDS分析ではLi測定が困難なため詳細は不明であるが，この化合物は T2-Al6CuLi3相であると考えられる．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1. TEM bright-field images showing microstructures of Al-Li-Cu alloy processed by HTP (15 turns).
Fig. 2. (a) STEM-HAADF images and (b-d) corresponding EDS element maps for Al-Li-Cu alloy processed by HTP (15 turns). (e) selected-area electron diffraction pattern captured from the identified region in (a).
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
サンプル作製は，超高圧電子顕微鏡施設 中尾知代氏の補助によるものである．ここに特記して謝意を示す．
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件