超高分解能X線顕微鏡が拓く3D/4Dマルチスケール・マルチモーダル材料科学

超高分辨率 X 射线显微镜开创的 3D/4D 多尺度和多模态材料科学

基本信息

批准号：
21H04624
负责人：
戸田裕之
金额：
$ 17.8万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04624/
关键词：
シンクロトロン 3Dイメージング 3DのX線回析高分解能マルチモーダル

项目摘要

マルチスケール化に関し、超高分解能⇔高分解能の切り替え技術を、マルチモーダル化に関しては、X線CT⇔XRDの切り替え技術、およびそれらデータ対応技術に引き続き取り組んだ。エアベアリングステージの導入により、これら3技術を同一ビームラインで同時に組み上げ、これらを数分以内で切り替えられるようにした。マルチモーダル化に関し、分散粒子の追跡による3D塑性歪みマッピングとそれに基づく幾何学的に必要な転位（GND)、統計的に必要な転位(SSD)、原子空孔の3Dマッピングを実施し、TRIP鋼の相変態・損傷挙動を精密に解析できることを確認した。また、アルミニウムに適用した例では、DCT法による多結晶組織の精密計測と水素脆化挙動のイメージングの援用が可能となった。4月放射光実験は、放射光施設SPring-8の高分解能イメージング用ビームラインBL20XUにて、結晶粒径およびオーステナイト相の安定度を制御した低炭素TRIP鋼の変態・破壊挙動に適用した。XRDで得られる結晶方位、転位密度の情報、XCTで得られる粒形状、粒サイズなどの情報と、オーステナイトからマルテンサイトへの応力誘起相変態・損傷・破壊の情報を取得できた。φ1μmに絞った細束X線をラスタースキャンしながら試料を同時に回転させ、試料内の全ての位置に全ての方向から細束X線を入射してX線回折パターンを数十万枚取得する特殊なX線回折実験のデータと位相CTのデータを位置合わせし、これらが25%負荷歪みまでの範囲で充分な精度で対応可能であることを確認した。これにより、ほとんど全てのオーステナイト粒を可視化・特定でき、さらにXRD回折斑点との対応付けによる結晶学的解析が可能になった。

关于多尺度，我们继续致力于在超高分辨率和高分辨率之间切换技术，对于多模式，我们继续致力于在X射线CT和XRD之间进行切换，并支持这些数据。随着引入空气轴承阶段，这三种技术同时组装在同一光束线上，从而在几分钟内切换它们。关于多模块化，我们通过跟踪分散的颗粒和几何必需的错位（GND），统计上必要的脱位（SSD）和原子空位3D映射进行了3D塑性应变映射，证实可以准确分析跳闸钢的相变和损害行为。此外，在铝的情况下，通过DCT方法对多晶结构进行了精确测量，并且可以对氢含氢的行为进行成像。在高分辨率成像光束线BL20XU上，在同步辐射设施弹簧-8的高分辨率成像光束线BL20XU上，将4月同步辐射实验应用于低碳跳闸钢的转化和断裂行为。有关用XRD获得的晶体取向和位错密度的信息，获得了用XCT获得的晶粒形状和晶粒尺寸，以及有关应力诱导的相变，奥斯丁岩到马氏体的损害和破坏的信息。样品同时旋转，同时用细捆X射线扫描栅格，并将相位的CT数据与来自特殊X射线衍射实验的数据对齐，该数据与来自所有方向的所有方向的所有位置都在所有方向上的所有位置都如此，以便在所有方向上都能获得这些X射线差异，以适应这些X射线差异，并适应了数以千计的X射线范围，并适用于X射线差异。失真。这使得可以可视化和识别几乎所有的奥氏体晶粒，并通过将它们与XRD衍射点相关联，以进一步启用晶体学分析。

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

X線CTとXRDを組み合わせたマルチモーダルCTとその鉄鋼への応用

X射线CT与X射线衍射相结合的多模态CT及其在钢材中的应用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
志賀元紀;武藤俊介;戸田裕之
通讯作者：
戸田裕之

Assessment of Hydrogen Accumulation Behavior in Al–Zn–Mg Alloy under Strain with Kelvin Force Microscopy

用开尔文力显微镜评估应变下 Al-Zn-Mg 合金的氢积累行为

DOI：
10.2320/matertrans.l-m2020873
发表时间：
2021
期刊：
MATERIALS TRANSACTIONS
影响因子：
1.2
作者：
Fujihara Hiro;Toda Hiroyuki;Arita Makoto;Shimizu Kazuyuki;Takeuchi Akihisa;Uesugi Kentaro
通讯作者：
Uesugi Kentaro

Hydrogen embrittlement mechanism of Al-Zn-Mg alloys: semi-spontaneous interfacial decohesion

Al-Zn-Mg合金的氢脆机理：半自发界面脱聚

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Toda;M. Yamaguchi;T. Tsuru;K. Shimizu;K. Hirayama;K. Ebihara;K. Matsuda
通讯作者：
K. Matsuda

Application of High Energy Imaging CT to Investigate Local 3D Short Fatigue Crack Closure Behavior in Ti-6Al-4V alloy

应用高能成像 CT 研究 Ti-6Al-4V 合金局部 3D 短疲劳裂纹闭合行为

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Valary TUBEI;Hiroyuki TODA;Kyosuke HIRAYAMA;Meysam HASSANIPOUR;Akihisa TAKEUCHI;Masayuki UESUGI
通讯作者：
Masayuki UESUGI

Al-Mg-Si合金の金属間化合物粒子の水素誘起損傷挙動の3D/4D解析

Al-Mg-Si合金中金属间化合物颗粒氢致损伤行为的3D/4D分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ni'matul Izza;Nozomi Watanabe*;Yukihiro Okamoto;Keishi Suga;Yusuf Wibisono;Naoko Kajimura;Kaoru Mitsuoka;Hiroshi Umakoshi;菅井穂高，小西伸弥，田中勝久，漆原大典，浅香透，鵜飼智文;藤原比呂，田中敦基，戸田裕之，平山恭介，清水一行，竹内晃久，上椙真之
通讯作者：
藤原比呂，田中敦基，戸田裕之，平山恭介，清水一行，竹内晃久，上椙真之

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0
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通讯作者：
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影响因子：
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0
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通讯作者：
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小児期被虐待経験が双極性うつ病のうつ症状の重症度に及ぼす影響を感情気質の増強が媒介する

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DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
寺尾　樹;森下千尋;戸田裕之;井上　猛
通讯作者：
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Immobilization of ephrinB2 in an orientation-regulated manner on the surface of poly (acrylamide) hydrogels with different elasticities

ephrinB2以定向调控方式固定在不同弹性的聚丙烯酰胺水凝胶表面

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Okamoto Y.;Nakai T.;Ando M.;Ueda K. and Kojima N.;中井剛;Yumeka Hirano;中井剛;Yumeka Hirano;中井剛;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;中井剛;中井剛;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Yumeka Hirano;Shigeru Otsubo and Yumeka Hirano;Yumeka Hirano;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Taniguchi Takashi;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Taniguchi Takashi;Yumeka Hirano;Yumeka Hirano;Taniguchi Takashi;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Takashi Taniguchi;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Yumeka Hirano;Yumeka Hirano and Shigeru Otsubo;Takashi Taniguchi;Shigeru Otsubo and Yumeka Hirano;加藤隆文;加藤隆文;加藤隆文;加藤隆文;Takafumi Kato;加藤隆文;加藤隆文;Hiroshi Nakagawa;Hiroshi Nakagawa;中川浩;Hiroshi Nakagawa;Hiroshi Nakagawa;中川浩;戸田裕之;戸田裕之;戸田裕之;戸田裕之;戸田裕之;戸田裕之;戸田裕之;Hiroyuki TODA
通讯作者：
Hiroyuki TODA