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金属材料の集合組織高速測定システムを開発―高張力鋼板や電磁鋼板の高性能化に貢献:茨城大学/茨城県/日本原子力研究開発機構ほか

(2016年10月27日発表)

 茨城大学の小貫祐介助教らの研究グループは10月27日、金属材料の集合組織を世界最速のレベルで測定できるシステムを開発したと発表した。これまで多くの手間と時間を要していた測定が、一回の中性子線照射で、数分という短時間ですむという。高張力鋼板や電磁鋼板などの高性能化に役立つとしている。

  金属材料は一般に結晶の粒(つぶ)の集合から成り、結晶の向きの偏り具合などによって性質や性能に変化が現れる。このため目的の性質・性能を持った材料の製造には集合組織の正確な測定が重要だが、これまでは測定に用いるX線や中性子線の入射の角度を頻繁に変えたり、試料を回転させながら測定を繰り返すといった面倒な手間を要していた。

 研究グループは、飛行時間型中性子線回折と呼ばれる手法と、茨城県が大強度陽子加速器施設・J-PARCに設置した「茨城県材料構造解析装置(iMATERIA)」を用いることにより、高速で効率的な測定技術を開発した。

 iMATERIAは多数の検出器を備えているため、入射線の角度を頻繁に変えるという手間が不要。また、飛行時間型中性子線回折法は検出器にたどり着くまでの時間を計測することで異なる波長の中性子を見分けることができ、測定を繰り返す必要がない。これにより1回の中性子線照射だけで測定が可能になった。日本冶金工業(株)提供の二相ステンレス鋼NAS64圧延材を用いた試験で測定機能の検証を行った。