【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KU0006
利用課題名 / Title
界面の半自発的剥離の高分解能・3Dトモグラフィー観察
利用した実施機関 / Support Institute
九州大学 / Kyushu Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
ナノ析出物
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)
平山 恭介
所属名 / Affiliation
香川大学創造工学部材料物質科学領域
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
KU-004：広電圧超高感度原子分解能電子顕微鏡
KU-002：収差補正走査/透過電子顕微鏡
KU-005：デュアルビームFIB-SEM加工装置
KU-014：Arイオン研磨装置群
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
高強度アルミニウム合金は空気中の湿気と引張応力によって脆性的に破壊することが知られており、これは水素脆化が原因である。第一原理計算により、多くの水素がアルミニウム母相と析出物の界面に集積し、水素が一定量を超えるとその界面が半自発的に剥離することを明らかにした。これまでに、剥離の存在について間接的な検証が行われているものの実験的に観察されていない。本課題では、脆性破面直下の析出物を高分解能TEMおよび3D-TEMを用いて観察することで半自発的剥離の実験的な証拠を得ることを目的とする。
実験 / Experimental
FIBを用いて破面直下からピックアップ、加工ダメージ層の除去のためにNano MILLを行いTEMサンプルを作成した。ナノ構造解析はHAADF-STEMによる析出物界面の原子配列の観察および3D-TEMによる析出物の3次元観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1は擬へき開破面直下の3D再構成像である。破面直下の析出物の形態はη相のディスク状ではなく球状に近かった。また析出物上の一部は損傷しており、その形態は溶解しているかのようにえぐれていた。析出物はHPT処理を行うことで再溶解することが報告されている。擬へき開亀裂のごく近傍ではHPT処理を施した材料と同様に髙歪状態になっており、その領域においてη相が溶解し、析出物の形態の変化が発生していると推察している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 擬へき開破面直下の析出物の3D再構成像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
- 平山恭介,土井実春, 戸田裕之, 藤原比呂, 清水一行, “3D-TEMを用いたAl-Zn-Mg合金の水素脆化挙動の3D解析”,軽金属学会第146 回春期大会（名古屋）, 令和6年5月11日
- Kyosuke Hirayama, Miharu Doi, Hiroyuki Toda, Hiro Fujihara, Kazuyuki Shimizu, “3D analysis of hydrogen embrittlement mechanism in Aluminium alloy by 3D-TEM observation”, International Conferences on Aluminum Alloys19(Atlanta), 23-27 June 2024
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