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,我们利用超高分辨率同步加速器显微断层扫描技术,在试验中实现了亚微米级分辨率下块状材料内部微观结构的 3D 可视化以及材料测试的原位观察。所发展的可视化技术通过高质量、高分辨率、信息丰富的成像,在材料科学的广泛研究领域实现了“4D(即3D+时间尺度)材料科学”。 3D 微米和纳米结构及其先进分析技术如下:1) 远低于同步加速器 X 射线 CT 现有分辨率的纳米结构可视化技术的发展2) 3-D 高密度测绘。通过跟踪外部扰动下的微观结构特征来获取内部局部机械量(数万点水平)3) 专业成像技术(算法)b … More y 可以对大范围内的局部区域进行高分辨率成像所开发的技术可以通过对散装材料内部微观结构的 3D 观察来实现复杂现象和微观结构优化的动态有效方法,它还可以提供远远超出传统科学和工程或基于研发过程的新的先进知识。除了传统的二维观察方法之外,所开发的技术是一种独特的技术,可以实现这些问题,我们可以期待在材料的广泛研究领域中实现效率和质量的革命。实际上,通过结合。通过本研究开发的程序,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 3D 和 4D 变化以及晶界和晶粒内的应变可视化。可以预见,通过利用一系列新的和先进的技术,将会取得重大的学术进步。

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)
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
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
Observation of precipitates in aluminum alloys by sub-micrometer resolution tomography using fresnel zone plate
使用菲涅尔波带板通过亚微米分辨率断层扫描观察铝合金中的析出物
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Toda;K. Minami;M. Kobayashi;K. Uesugi;A. Takeuchi;T. Kobayashi
  • 通讯作者:
    T. Kobayashi
Three-dimensional observation of nanoscopic precipitates in an aluminium alloy by microtomography with Fresnel zone plate optics
利用菲涅耳波带板光学显微断层扫描对铝合金中纳米级析出物进行三维观察
  • DOI:
  • 发表时间:
    2006
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Toda;K. Uesugi;A. Takeuchi;K. Minami;M. Kobayashi;T. Kobayashi
  • 通讯作者:
    T. Kobayashi
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