時間分解Ｘ線分析法を用いたＡｌＣｕＦｅ準結晶鉱物形成メカニズムの解明

利用时间分辨 X 射线分析阐明 AlCuFe 准晶矿物的形成机制

• 批准号: 18J11126
• 负责人: 高木 壮大
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11126/
• 关键词: レーザー衝撃圧縮; 時間分解XRD; 衝撃破壊

隕石衝突の際に発生する衝撃圧縮により隕石や天体を構成している鉱物には衝撃の痕跡が残される．従来の研究では，衝撃後の試料観察や衝撃中のマクロな衝撃波の状態観察実験から衝撃下での変化メカニズムが推測されていた．本課題では，鉱物の衝撃下でのミクロスケールな変化を直接観察する実験システムを構築し，鉱物の衝撃下での変化メカニズムを明らかにすることを目指した．実験は高エネルギー加速器研究機構の放射光施設PF-ARで行なった．衝撃状態はレーザー衝撃圧縮法により発生させ，その衝撃下での結晶構造を放射光X線を用いて観察した．本年度は，昨年度までに整備したシステムを用いて放射光測定を行なった．まず多結晶Al箔試料の衝撃下での挙動を観察し，整備した実験システムで発生される衝撃圧縮状態の観察，その際のAl結晶粒子の挙動観察を行なった．衝撃下でのX線回折像の変化から，Alの各結晶面が衝撃により圧縮され，その後約10ナノ秒後には解放される様子が観察された．結晶格子面の収縮から衝撃圧力は17 GPaでその際の歪み速度は4.6×10^7 s-1であることが確認された．本実験で用いた試料は結晶粒子が数10マイクロメートルであり，X線の試料表面でのビームサイズは数100マイクロメートルであるため，衝撃前はX線回折像が点状であったが，衝撃圧縮と同時に回折X線は回折角軸方向と同心円状に広がり，結晶粒の微細化がおきたことが確認された．また，衝撃前の状態から結晶粒が選択配向していたが，微細化がおきても選択配向は変わらず結晶粒が配向は変化させずに微細化を起こしていることが明らかになった．本研究では，さらにレーザー速度干渉計での衝撃圧縮状態の観察システムも整備し，20 GPa程度の衝撃圧での衝撃実験システムが放射光施設に構築された．鉱物に関する測定も開始し，衝撃下での構造相転移も直接観察から明らかになってきている．

The impact pressure caused by the collision between meteorites and celestial bodies is reduced, and the impact marks of meteorites and celestial bodies are left behind. In recent research, the sample after shock was observed, and the shock wave state was observed during shock. This subject is aimed at the direct observation of changes in the structure of a system under the impact of an object. PF-AR is the radiation facility of the accelerator research institute. The impact state is different from that of the impact compression method, and the crystal structure under the impact is detected by radiation X-ray. This year's survey was conducted by the Department of Radiology. This paper presents the observation of the shock induced pressure state of polycrystalline Al foil samples and the observation of the shock induced pressure state of Al crystal particles. The X-ray reflection image changes under impact, and the crystal planes of Al are compressed under impact. After about 10 seconds, the crystals are released. It is confirmed that the contraction of the crystal lattice surface results in an impact pressure of 17 GPa and an instantaneous deflection velocity of 4.6×10^7 s-1. The sample used in this study has a crystal particle count of 10. The X-ray sample surface has a crystal particle count of 100. Before impact, the X-ray reflection image has a dot shape. The impact compression and simultaneous reflection of the X-ray reflection angle axis direction have a concentric shape. The crystal particle is refined. Before the impact, the crystal grain orientation was changed, and the crystal grain orientation was changed. In this study, we constructed a system for monitoring the shock compression state of the speed meter, and the system for monitoring the shock compression state of the speed meter at 20 GPa. The structural phase shift under impact can be observed directly.

项目成果

Direct observation of the transformation toughening of tetragonal stabilized zirconia under shock deformation condition by ns time-resolved XRD.

纳秒时间分辨X射线衍射直接观察冲击变形条件下四方稳定氧化锆的相变增韧。

• 发表时间: 2019
• 作者: Takagi Sota;Ichiyanagi Kouhei;Kyono Atsushi;Nozawa Shunsuke;Kawai Nobuaki;Fukaya Ryo;Funamori Nobumasa;Adachi Shin-ichi;髙木壮大，一柳光平，川合伸明，深谷亮，野澤俊介，興野純，船守展正， 足立 伸一
• 通讯作者: 髙木壮大，一柳光平，川合伸明，深谷亮，野澤俊介，興野純，船守展正， 足立 伸一