Effect of mesoscale material structure in laser shock-produced ultrahigh pressure conditions

激光冲击超高压条件下介观材料结构的影响

基本信息

  • 批准号:
    22K18702
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-06-30 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

ハイパワーレーザーショック圧縮とXFELプローブを組み合わせた超高速ポンププローブ法に基づいた実験を実施した。これまでに申請者らが確立してきたフェムト秒X線回折(XRD)の原子レベル観察と相補的に、高エネルギー密度物質状態に対するメゾスケール観察を先駆けて行うことができた。アルミナやダイヤモンドなどのセラミックス材料において、日本が強みを有する高圧合成技術などを駆使して、結晶粒径、粒界、空孔などをナノレベルからサブミクロンレベルまで制御した試料を用意した。数100万気圧レベルまでピーク圧力とひずみ速度を変化させたレーザーショックを駆動し、高エネルギー密度状態となった物質に対して、以下を実施した。1) 超解像ラディオグラフ: XFELビームを超高圧状態のターゲットに照射し、フェムト秒・サブミクロン分解の超解像ラディオグラフ観察を実施した。ショック波面およびその背後におけるマクロ-メゾスケールの構造の影響を直接観察することができた。2) 超高速X線回折: 同じく超高圧状態のターゲットに対して、集光したXFELビームを照射し、X線回折観察を実施した。圧縮軸方向に対する格子変形の様子やその配向度を、ピーク圧力やひずみ速度を変化させながら詳細なデータを得た。3) 超高速X線小角散乱: その場XFEL小角散乱診断のプラットフォームを構築し、上記のX線回折観察と同時に、集光XFELビームを利用したX線小角散乱観察を実施することができた。
实验基于结合高功率激光冲击压缩和 XFEL 探针的超快泵浦探针方法进行。作为对申请人迄今为止所建立的飞秒X射线衍射(XRD)原子级观察的补充,我们能够开创高能量密度材料态的介尺度观察。对于氧化铝、金刚石等陶瓷材料,我们利用日本在高压合成技术方面的优势,制备出晶粒尺寸、晶界、孔隙等从纳米级到亚微米级可控的样品。以下研究是在一种材料上进行的,该材料通过驱动激光冲击将峰值压力和应变率改变至数百万大气压水平,从而进入高能量密度状态。 1)超分辨率射线照相:在超高压状态下将XFEL光束照射到目标上,进行飞秒/亚微米分辨率的超分辨率射线照相观察。我们能够直接观察宏观介观结构对激波波前及其背后的影响。 2)超​​高速X射线衍射:同样地,对超高压下的靶照射聚焦XFEL束,进行X射线衍射观察。当改变峰值压力和应变率时,获得了关于晶格变形状态及其在压缩轴方向上的取向程度的详细数据。 3)超快小角X射线散射:我们构建了原位XFEL小角散射诊断平台,能够利用聚焦XFEL光束与XFEL光束同时进行小角X射线散射观测。上述X射线衍射观察。

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)
XFEL を用いた窒化ホウ素の構造変化シーケンス観察
使用 XFEL 观察氮化硼的结构变化序列
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fujimori Shin-ichi;Kawasaki Ikuto;Takeda Yukiharu;Yamagami Hiroshi;Nakamura Ai;Homma Yoshiya;Aoki Dai;Yoshinobu Kuramashi;横山将志;"尾崎 典雅,野中敬太,中村浩隆,弘中陽一郎,兒玉了祐,高木壮大, 宮西宏併,末田敬一,矢橋牧名,籔内俊毅"
  • 通讯作者:
    "尾崎 典雅,野中敬太,中村浩隆,弘中陽一郎,兒玉了祐,高木壮大, 宮西宏併,末田敬一,矢橋牧名,籔内俊毅"
Temporal evolution of pressure profiles for laser-induced cavitation bubble on the metal surface
金属表面激光诱导空化气泡压力分布的时间演化
  • DOI:
    10.1063/5.0131356
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.2
  • 作者:
    Hironaka Y.;Shigemori K.;Ozaki N.;Kurita T.;Kodama R.
  • 通讯作者:
    Kodama R.
Spatial profile measurement of mid-infrared free electron laser for LIPSS research.
用于 LIPSS 研究的中红外自由电子激光器空间轮廓测量。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shin-ichiro Masuno;Masaki Hashida;Heishun Zen;Takeshi Nagashima;Norimasa Ozaki;Hitoshi Sakagami;Shigeru Yamaguchi Satoru Iwamori
  • 通讯作者:
    Shigeru Yamaguchi Satoru Iwamori
SACLAを用いた衝撃超高圧の研究
基于SACLA的冲击超高压研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    F. Minganti;I.I. Arkhipov;A. Miranowicz;F. Nori;尾崎 典雅
  • 通讯作者:
    尾崎 典雅
Shock compression experiment of ammonia borane using a power laser
氨硼烷的功率激光冲击压缩实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ryota Iwamoto;Norimasa Ozaki;Takayosi Sano;Kento Katagiri;Souma Nitta;Genki Kamimura;Keita Nonaka;Daisuke Murayama;Ryosuke Kodama
  • 通讯作者:
    Ryosuke Kodama
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    村山 大輔,大村 訓史,片桐 健登,兒玉 了祐;尾崎 典雅
  • 通讯作者:
    尾崎 典雅
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  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
    藤本 陽平・尾崎 典雅・冬木 正紀・黒澤 耕介・奥地 拓生・硲 崚・佐野 孝好・宮西 宏併・KOENIG Michel・BENUZZI-MOUNAIX Alessandra・RAVASIO Alessandra・BOLIS Riccardo・GUARUAGLINI Marco・BAROSSO Patrice・喜田 美佳・坂和 洋一・兒玉 了祐
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  • 发表时间:
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    細見 実;尾崎 典雅;松岡 健之;宮西 宏併;瀬戸 雄介;梅田 悠平;片桐 健登;西川 豊人;向井 幹二;向井 啓一郎;寒河江 大輔;上村 伸樹;森岡 信太朗;福井 敬也;真木 隆太郎;小倉 広之;中島 彰吾;佐野 孝好;兒玉 了祐;Hitoshi Miyasaka;松永和成;D. Kan;伊與田英輝
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中村 浩隆 ;小倉 広之 ;上 林 大介 ;上村 拳生 ;村山 大輔 ;RAPP Ludovic ;GAMALY Eugene ;RODE Andrei ;松岡 健之 ;寒河江 大輔 ;瀬戸 雄介 ;菖蒲 敬久 ;染 川 智弘 ;富永 亜希 ;PIKUZ Tatiana ;兒玉 了祐 ;尾崎 典雅
  • 通讯作者:
    尾崎 典雅

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    2023
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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高功率激光研究氢化物高压态
  • 批准号:
    20H00139
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.16万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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    20654042
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    Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

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