【公開日：2025.06.26】【最終更新日：2025.06.26】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NM5336
利用課題名 / Title
Al合金における転位−第2相相互作用のTEM内その場観察
利用した実施機関 / Support Institute
物質・材料研究機構 / NIMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
ハイエントロピー材料,アルミニウム基合金,透過型電子顕微鏡,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
大村 孝仁
所属名 / Affiliation
物質・材料研究機構
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NM-404：無損傷電子顕微鏡試料薄片化装置
NM-301：広空間・高分解能分析電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ハイエントロピー合金の微視的力学機構について，TEM内その場変形解析を用いて転位運動と応力―ひずみ応答の関係を明確化する。特に合金組成の違いについて明確化し，支配因子・機構の議論を行う。
実験 / Experimental
CoCrNi合金について，Siを0.3％添加した材料との比較を行った。NIMS内部のSEM-FIBで微小圧縮試験片に加工後無損傷電子顕微鏡試料薄片化装置で仕上げ加工を行い，NIMS内部のHysitron PicoIndenter(PI95)とJEOL, ARM300Fを組み合わせてTEM内その場変形を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
CoCrNi合金試料では、圧縮初期は転位運動が支配的であった。さらに圧縮を続けると、最初のすべり帯が(111)面に発生した。ひずみが増加するにつれて、図1(a)に示すように、圧縮中にいくつかの平面すべり帯が見られ、その後、表面にせん断段差が形成された。ひずみが75 %に達すると、二次すべり帯が活性化した。一方，CoCrNiSi0.3試料は、初期の変形段階ではCoCrNi試料と同様の傾向（転位すべり）を示した。しかし、試料の圧縮が進むにつれて、図1(b)に示すように、いくつかの積層欠陥が発生したが、すぐに消失した。これは、Siの添加によって積層欠陥のエネルギーが大幅に低下し、異なる変形メカニズムが活性化されたことを示している。その後の変形は転位と積層欠陥の両方を伴い、最終的にひずみが75 %に達したときに変形双晶が出現した。この結果により、Siを添加することで積層欠陥エネルギーを効率的に減少させることができ、変形挙動として双晶が容易に形成されるという直接的な証拠が得られた。CoCrNi合金と比較して、CoCrNiSi0.3は双晶メカニズムにより著しく高い延性と強度を示した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１(a) CoCrNi合金試料のその場変形におけるTEM像。50 %ひずみ付近ですべり線の形成が確認できる。(b) CoCrNiSi0.3合金試料では転位組織と積層欠陥の形成が確認される。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Cheng-Ling Tai, In-situ transmission electron microscopy investigation of the deformation mechanism in CoCrNi and CoCrNiSi0.3 nanopillars, Scripta Materialia, 255, 116405(2025).
DOI: 10.1016/j.scriptamat.2024.116405
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件