【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0214
利用課題名 / Title
チタン合金の塑性変形挙動と組織解析
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku 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）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
チタン合金, 酸素, 積層造形,集束イオンビーム/ Focused ion beam
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)
陳 中春
所属名 / Affiliation
鳥取大学工学部
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
山中謙太
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
兒玉裕美子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
チタンに酸素のような侵入型元素を微量添加すると、酸素原子の固溶強化によりチタンの強度が著しく向上するが、転位との強い相互作用や双晶変形の抑制により、チタンへの酸素添加は延性の著しい低下をもたらすことが知られている。われわれはレーザ積層造形技術を用いて強度と延性に富んだ高酸素チタン合金の合成に成功している。強度と延性を両立するメカニズムを解明するためには合金試料の組織学的解析が必要と考えた。今回は合金試料に対して単軸引張変形を施し、変形後の組織観察、特に<c+a>転位の解析により合金の塑性変形挙動を解明することを目的とする。
実験 / Experimental
チタン粉末と酸化物粉末からなる混合粉末を用いて、レーザ積層造形装置によりチタン合金試料を作製した。また、単軸引張試験により破断まで試料を変形させた。引張変形した試料に対して集束イオンビーム加工装置（Versa 3D）を用いて透過型電子顕微鏡観察用の薄膜試料を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
引張変形した合金試料をSEM試料台に引張方向を確認して固定した。また、TEM観察用半円メッシュも併せてセットした。これらを試料台に固定してSEM-FIBに導入した。今回は破断部から約500mmの部分から引張方向に並行な面を組織観察することにした。まず、FIBのデポジション機能を用いて、長方形の長軸を引張方向に一致させたカーボン保護膜を作製した。これはFIB加工のガリウムイオンによる試料への研磨ダメージから保護するためのものである。このカーボン保護膜を基準にFIBのGaイオンを用いた加工機能により数ミクロン厚さの予備薄片を作製した。この薄膜試料はFIBのデポジション機能を用いたピックアップシステムを使ってプローブに固定後、Gaイオンによりバルク体から取り出された。その後、TEM用半円メッシュにFIBのデポジション機能を使って２か所で固定された。そして加工機能によりプローブから切り離された。この薄片の両面に仕上げ研磨を繰り返すことにより最終的に電子線が透過可能な数十ナノメートル厚さのTEM試料として仕上げた。今年度は試料を作製できたが、観察が間に合わなかった。本試料のTEM観察は次年度に行う予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
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.
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