Realization of 4D Materials Science via Advanced Synchrotron Radiation Nanotomography

通过先进同步辐射纳米断层扫描实现 4D 材料科学

基本信息

  • 批准号:
    17360340
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.76万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

3-D visualization of microstructures inside bulk materials at sub-micron level resolutions and the in-situ observation of material tests have been realized in our trials by utilizing ultra-high resolution synchrotron microtomography since 2001. In the present project, those techniques have been developed remarkably. The developed visualization techniques realize "4-D(i.e. 3D + time scale) materials science" in the wide research fields of the materials science through high-quality, high-resolution and information-rich imaging of 3D micro- and nanostructures as well as their advanced analyses. Substantial techniques developed are as follows ;1) The development of visualization techniques for nanostructures which are well below the present resolution of the synchrotron X-ray CT2) 3-D high-density mapping(- several ten thousand point level) of internal local mechanical quantities via tracking microstructural features under external disturbance3) Specialized imaging technique (algorithms) b … More y which high-resolution imaging for local areas inside large specimensThe developed technique might enable dynamic and effective approach to complex phenomena and microstructural optimization through 3-D observation of microstructures inside bulk materials. It might also provide new and advanced knowledge which is well beyond the traditional science and engineering or the research and development processes based on the conventional 2-D observation. Excepting classical approaches such as the serial sectioning, the developed technique is a unique one which can enable these matters. We can expect revolutions in efficiency and quality in research and development over a wide research field in the materials science. Actually, by combining the procedures developed in this research, state-of-the-art grain boundary tracking technique has been realized. It enables to visualized 3-D and 4-D change in grain boundary shape during deformation together with strain visualization at grain boundaries and within grains. It can be expected that significant academic progress is achieved by utilizing a series of the new and advanced techniques developed. Less
自2001年以来,我们的试验利用超高分辨率同步加速器显微层析成像技术,实现了块体材料内部亚微米级微结构的三维可视化和材料试验的现场观察。在本项目中,这些技术得到了显著的发展。发展起来的可视化技术通过对三维微纳米结构及其高级分析的高质量、高分辨率和信息丰富的成像,在材料科学的广泛研究领域实现了“四维(即3D+时间尺度)材料科学”。已开发的实质性技术如下:1)远低于目前同步加速器X射线CT2的分辨率的纳米结构的可视化技术的发展2)通过跟踪外部干扰下的微结构特征来绘制内部局部机械量的三维高密度图(-几万点级)3)专门的成像技术(算法)b…更多的是对大样品内部局部区域的高分辨率成像所开发的技术可以通过对大块材料内部微观结构的三维观察来动态而有效地处理复杂现象和微观结构优化。它还可能提供远远超出传统科学和工程或基于常规二维观测的研究和开发过程的新的和先进的知识。除了连续切片等经典方法外,所开发的技术是唯一能够实现这些问题的技术。在材料科学的广泛研究领域,我们可以预期研发效率和质量方面的革命。实际上,通过结合本研究开发的程序,已经实现了最先进的晶界跟踪技术。它能够可视化变形过程中晶界形状的三维和四维变化,以及晶界和晶内的应变可视化。可以预期,通过利用一系列发展起来的新的和先进的技术,将取得重大的学术进步。较少

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Preferential penetration path of gallium into grain boundary in practical aluminium alloy
实用铝合金中镓向晶界的优先渗透路径
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.Kobayashi;H.Toda;K.Uesugi;T.Ohgaki;T.Kobayashi;Y.Takayama;B.-G.Ahn
  • 通讯作者:
    B.-G.Ahn
3D Characterization of Fatigue Crack Propagation in a Cast Al Alloy using High Resolution Synchrotron Microtomography
使用高分辨率同步加速器显微断层扫描技术对铸造铝合金中的疲劳裂纹扩展进行 3D 表征
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M.;Matsuda;M.;Yamashita;K.;Hirayama;M.;Nishida;T.;Hara;H. Zhang
  • 通讯作者:
    H. Zhang
3-D strain measurement via tracking features in high-resolution X-ray CT image
通过高分辨率 X 射线 CT 图像中的跟踪功能进行 3D 应变测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yuji Hiruma;Kazushige Yoshii;Hajime Nagata;Tadashi Takenaka;M. kobayashi
  • 通讯作者:
    M. kobayashi
3-D strain mapping inside materials by microstructural tracking in tomographic volumes
通过断层扫描体积中的微观结构跟踪来绘制材料内部的 3D 应变图
高分解能X線CTイメージ解析と特徴点追跡法による三次元ひずみ計測
利用高分辨率X射线CT图像分析和特征点跟踪方法进行三维应变测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小林正和;戸田裕之;川井祐児;小林俊郎;上杉健太朗;David S.Wi1kinson;Eric Maire;青木義満
  • 通讯作者:
    青木義満
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