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Search Details

TANAKA Katsushi
Graduate School of Engineering / Department of Mechanical Engineering
Professor

Researcher basic information

■ Research Keyword
  • Physical properties of Materials
■ Research Areas
  • Nanotechnology/Materials / Structural and functional materials
  • Nanotechnology/Materials / Metallic materials

Research activity information

■ Award
  • Sep. 2010 International Metallographic Society, 2010 International Metallographic Contest Third Place
    田中 克志

  • Mar. 2010 日本金属学会, 金属写真優秀賞
    田中 克志

  • Mar. 2009 日本金属学会, 功績賞
    田中 克志

  • May 2006 日本顕微鏡学会, 日本顕微鏡学会和文誌賞
    田中 克志

  • Dec. 1999 日本MRS, 奨励賞
    田中 克志

  • Nov. 1996 伸銅技術研究会, 技術論文賞
    田中 克志

■ Paper
■ MISC
  • 田中克志
    Lead, Japan Institute of Metals, 01 Aug. 2020, Materia Japan, 59(8) (8), 435 - 437
    [Invited]
    Introduction scientific journal

  • CrMnFeCoNi 高エントロピー合金の単結晶弾性率
    田中克志
    Lead, Mar. 2018, 日本機械学会誌, 121(1192) (1192), 16 - 19
    [Invited]
    Introduction scientific journal

  • CrMnFeCoNi系等原子量高エントロピー合金における局所格子歪と固溶強化量の相関
    岡本範彦, 弓削是貴, 田中克志, 乾晴行, GEORGE Easo P.
    2016, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 158th

  • CrMnFeCoNi高エントロピー合金の力学特性
    河村麻莉乃, 神原佑季, 田中克志, 岡本範彦, 岡本範彦, 乾晴行, 乾晴行
    2016, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 158th

  • FCC系高エントロピー合金の局所格子歪み測定と単結晶マイクロピラー圧縮
    岡本範彦, 藤本周, 陳正昊, 松野下裕貴, 弓削是貴, 田中克志, 乾晴行
    2015, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 156th

  • Fe-Zn系金属間化合物δ1p相の単結晶X線構造解析-ζ相構造との類似性-
    岡本範彦, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行, 乾晴行
    2013, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 153rd

  • Fe-Zn系金属間化合物δ1p相の結晶構造解析
    岡本範彦, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行, 乾晴行
    2013, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 152nd

  • チムニーラダーシリサイドにおけるPBET界面構造と熱電特性
    岡本範彦, 足立大樹, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2012, 応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD-ROM), 59th

  • CrB2における巨視的弾性率と微視的弾性率の違い
    田中克志, 岡本範彦, 乾晴行, 筒井智嗣, BARON Alfred Q.R., BARON Alfred Q.R.
    2012, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 151st

  • 低温で負の降伏応力の温度依存性を示すL12型金属間化合物の転位の分解様式
    長谷川喜彦, 長谷川喜彦, 田中克志, 岡本範彦, 乾晴行
    2012, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 150th

  • OS02-4-1 Elastic softening in CrB_2 at the magnetic transition temperature
    Tanaka Katsushi, Nagano Shinji, Okamoto Norihiko L., Inui Haruyuki
    The Japan Society of Mechanical Engineers, 19 Sep. 2011, Abstracts of ATEM : International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics : Asian Conference on Experimental Mechanics, 2011(10) (10), "OS02 - 4-1-1", English

  • N.L. Okamoto, H. Adachi, K. Kishida, K. Tanaka, H. Inui
    The Japan Institute of Metals and Materials, 01 Apr. 2011, Materia Japan, 50(4) (4), 149 - 151, Japanese
    [Refereed]
    Introduction scientific journal

  • Okamoto Norihiko, Adachi Hiroki, Kishida Kyosuke, Tanaka Katsushi, Inui Haruyuki
    Apr. 2011, Materia Japan, 50(4) (4), 149 - 151, Japanese
    [Refereed]
    Introduction scientific journal

  • チムニーラダーシリサイドのVECと異相界面制御による熱電特性向上
    岡本範彦, 足立大樹, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2011, 応用物理学関係連合講演会講演予稿集(CD-ROM), 58th

  • L12型Pt3Al単結晶の弾性定数と力学特性
    岡本範彦, 長谷川喜彦, 橋本和太郎, 田中克志, 乾晴行
    2011, 日本金属学会講演概要, 148th

  • 空孔規則配列相を有するReSi1.75の異方的な熱電特性
    原田俊太, 田中克志, 岡本範彦, 乾晴行
    2011, 日本金属学会講演概要, 148th

  • Fe-Zn-Al系Γ1相単結晶の力学特性
    岡本範彦, 田中克志, 乾晴行, 山口周
    2011, 日本金属学会講演概要(CD-ROM), 149th

  • S. Harada, K. Tanaka, H. Inui
    07 Sep. 2010, Material Research Society Symposium Proceedings, 1218, 1 - 6, English
    Report research institution

  • L12型金属間化合物Co3(Al,W)の塑性変形
    岡本 範彦, 岸田 恭輔, 田中 克志, 乾 晴行
    08 Mar. 2010, 日本学術振興会 耐熱金属材料123委員会研究報告, 51(1) (1), 101 - 106, Japanese
    Report scientific journal

  • L12型Co3(Al,W)合金の塑性変形機構
    岡本範彦, 足立大樹, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2010, 日本金属学会講演概要, 146th

  • チムニーラダーシリサイドに存在する特異な界面と熱伝導
    横林秀幸, 橋本裕, 岡本範彦, 足立大樹, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2010, 日本金属学会講演概要, 146th

  • 低温異常強化を示すL12型Co3(Al,W)およびCo3Tiの変形組織
    木岡現一郎, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2010, 日本金属学会講演概要, 146th

  • CrB2の磁気変態に伴う弾性異常
    田中克志, 永野伸次, 岡本範彦, 乾晴行
    2010, 日本金属学会講演概要, 147th

  • L12型金属間化合物の降伏応力の温度依存性
    岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2010, 日本金属学会講演概要, 147th

  • fcc/L122相Co基超合金におけるγ’析出相の整合性を保つ添加元素の選択
    田中克志, 大島真宏, 岡本範彦, 乾晴行
    2010, 日本金属学会講演概要, 147th

  • Co3(Al,W)単相合金の引張・圧縮変形挙動
    岡本範彦, 大橋貴志, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2009, 日本金属学会講演概要, 144th

  • fcc/L122相Co基超合金の単結晶クリープ変形
    大島真宏, 田中克志, 岡本範彦, 乾晴行
    2009, 日本金属学会講演概要, 144th

  • HAADF-STEM法によるRe4Si7の結晶構造解析
    原田俊太, 田中克志, 岸田恭輔, 岡本範彦, 乾晴行, 遠藤徳明, 奥西栄治
    2009, 日本金属学会講演概要, 145th

  • Ir添加Mn4Si7チムニーラダー化合物の結晶構造と熱電特性
    橋本裕, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2009, 日本金属学会講演概要, 145th

  • 遷移金属ダイボライド単結晶の弾性および熱膨張の異方性
    岡本範彦, 田中克志, 乾晴行, 大谷茂樹
    2009, 日本金属学会講演概要, 145th

  • fcc/L12二相Co基超合金のクリープ変形組織
    大島真宏, 田中克志, 岡本範彦, 乾晴行
    2009, 日本金属学会講演概要, 145th

  • 二相組織を有するクラスレート化合物の熱伝導挙動
    北本雄祐, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行
    2009, 日本金属学会講演概要, 144th

  • 一方向配列Nb相を含む複相合金の組織形態と水素透過特性
    橋本裕, 山口裕司, 岸田恭輔, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行, 石川和宏, 青木清
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • 空孔規則配列相を有するReSi1.75基シリサイドの熱電特性
    原田俊太, 田中克志, 岸田恭輔, 岡本範彦, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • Co3(Al,W)の熱処理による組織変化と力学特性
    大橋貴志, 平山隆浩, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • 熱処理により熱的APBを除去したFePd単結晶の塑性変形
    王晨, 田中克志, 岡本範彦, 岸田恭輔, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • Co/CO3(Al,W)2相合金のγ’相安定性に及ぼす添加元素の影響
    大島真宏, 田中克志, 岸田恭輔, 岡本範彦, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • 電子回折によるLa2/3-xLi3xTiO3の結晶構造解析
    後藤健吾, 岸田恭輔, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • Ni3Sn2基金属間化合物の規則構造とリチウム拡散挙動
    小庄孝志, 岸田恭輔, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • Ru2Si3基チムニーラダー相の分布と熱伝導率の相関
    小山達也, 原田俊太, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • L10構造を持つ強磁性化合物の磁気変態温度近傍における磁気異方性
    田中克志, 王晨, 岡本範彦, 岸田恭輔, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • Ni基超合金のCuboidal組織におけるγ′相の配列と弾性異方性との相関
    橋本和太郎, 田中克志, 岸田恭輔, 岡本範彦, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • La-Ni系合金の水素吸蔵特性に及ぼすブロック層構成比の影響
    松本竜司, 田中克志, 岸田恭輔, 岡本範彦, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • クラスレート化合物単結晶の熱および機械的特性
    岡本範彦, 中野貴博, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2008, 日本金属学会講演概要, 143rd

  • クラスレート化合物の構造と物性
    田中克志, 金正煥, 岡本範彦, 乾晴行
    2008, 格子欠陥フォーラム講演予稿集, 2008

  • Shimizu H., Ohno S., Kume T., Sasaki S., Okamoto N. L., Tanaka K., Inui H., Ohishi Y.
    The Physical Society of Japan, 2008, Meeting Abstracts of the Physical Society of Japan, 63(0) (0), 815 - 815, Japanese

  • 構造I型Ga-Ge混晶クラスレートの高圧ラマン散乱及びX線回折
    大野聡, 久米徹二, 佐々木重雄, 清水宏晏, 岡本範彦, 田中克志, 乾晴行
    2007, 高圧討論会講演要旨集, 48th

  • KISHIDA Kyosuke, WADA Naoyuki, IRIYAMA Yasutoshi, OGUMI Zenpachi, TANAKA Katsushi, INUI Haruyuki
    日本金属学会, Nov. 2006, まてりあ, 45(12) (12), 850 - 850, Japanese
    Introduction scientific journal

  • Ni3Al基金属間化合物冷間圧延材の微細組織
    岸田 恭輔, 出村 雅彦, 平野 敏幸, 田中 克志, 乾 晴行
    Aug. 2006, 日本学術振興会 耐熱金属材料123委員会研究報告, 47(2) (2), 187 - 194, Japanese
    Report scientific journal

  • 熱電金属間化合物―ナノスケール欠陥制御と特性改善
    田中 克志, 岸田 恭輔, 乾 晴行
    01 Jul. 2006, 金属, 76(7) (7), 781 - 786, Japanese
    [Refereed][Invited]
    Introduction scientific journal

  • 表紙を語る−原子空孔の規則配列を操作する方法を探る−
    田中 克志, 岸田 恭輔, 乾 晴行
    01 Jul. 2006, 金属, 76(7) (7), 735 - 735, Japanese
    [Refereed][Invited]
    Introduction scientific journal

  • (Ru,Re)Siyチムニーラダー相の熱電特性に及ぼすAl添加効果
    石田央, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2006, 日本金属学会講演概要, 139th

  • 格子欠陥制御工学-材料機能のイノベーション Re添加Ru2Si3基シリサイドの結晶構造と熱電特性
    石田央, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2006, 日本金属学会講演概要, 138th

  • Ba-Ga-Ge系クラスレート化合物における内包原子サイトの分裂挙動と格子熱伝導率
    岡本範彦, 田中克志, 乾晴行
    2006, 日本金属学会講演概要, 138th

  • Research Report for Structural Control of Steels Through Phase Transformations in high Magnetic Fields Effects of Heat Treatments under a Magnetic Field on L1<sub>0</sub>‐Ordering Alloys
    田中克志, 市坪哲, 松原英一郎, 塩満一彦, 渡辺和雄, 高橋弘紀
    2006, 強磁場を利用した鉄鋼材料の組織制御研究会報告書 平成18年, 61 - 68, Japanese

  • 金属ガラスのガラス転移温度近傍における弾性・擬弾性
    田中克志, 市坪哲, 松原英一郎
    29 Mar. 2005, 日本金属学会講演概要, 136th, 110, Japanese

  • 金属間化合物材料の新たな可能性 Ru2Si3基シリサイドの結晶構造に及ぼすRe添加効果
    石田央, 岡本範彦, SIMKIN Benjamin A, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行
    2005, 日本金属学会講演概要, 137th

  • (La,Li)TiO3の一方向凝固法による結晶育成と構造解析
    宮田麻衣, 和田直之, 岡本範彦, 岸田恭輔, 田中克志, 乾晴行, 加古智典, 矢田千宏, 入山恭寿, 小久見善八
    2005, 日本金属学会講演概要, 137th

  • 金属間化合物材料の新たな可能性 Type-Iおよびtype-IIIクラスレート化合物の二相組織における熱伝導率異常
    岡本範彦, 金正かん, 田中克志, 乾晴行
    2005, 日本金属学会講演概要, 137th

  • Type-Iクラスレート化合物の原子構造と熱電特性の相関
    岡本範彦, 中野貴博, 田中克志, 乾晴行
    2004, 日本金属学会講演概要, 134th

  • 直方体共振法による弾性率の測定
    TANAKA KATSUSHI
    2001, 材料の微細組織と機能性 -21世紀におけるニーズアンドシーズ, 日本学術振興会 材料の微細組織と機能性 第133委員会, 13 - 18, Japanese
    Introduction other

  • TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会, 2001, 日本金属学会会報, 40(6) (6), 564 - 567, Japanese
    Introduction international proceedings

  • FePd,FePtの規則化過程に及ぼす強磁場の効果 (強磁場下の物性の研究--その他)
    田中 克志, 市坪 哲, 天野 雅之
    東北大学金属材料研究所附属強磁場超伝導材料研究センタ-, Jun. 2000, 東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センタ-年次報告, (1999) (1999), 167 - 170, Japanese

  • Effect of external magnetic field on ordering process of FePd alloy
    ICHITSUBO Tetsu
    01 Mar. 1999, 材料とプロセス : 日本鉄鋼協会講演論文集 = Current advances in materials and processes : report of the ISIJ meeting, 12(3) (3), 599 - 599, Japanese

  • 微小試料による弾性率測定法
    TANAKA KATSUSHI
    アグネ技術センター, 1999, 金属, Vol.69(No. 2) (No. 2), 129 - 134, Japanese
    Introduction commerce magazine

  • TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会, 1997, 日本金属学会会報, 36(3) (3), 254 - 259, Japanese
    Introduction scientific journal

  • TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会, 1996, 日本金属学会会報, 35(4) (4), 380 - 385, Japanese
    Introduction scientific journal

  • 直方体共振法による弾性率の測定
    TANAKA KATSUSHI
    1994, 新素材, 日本工業出版, Vol.5,(No.3, (1994),) (No.3, (1994),), 54 - 58, Japanese
    Introduction commerce magazine

■ Lectures, oral presentations, etc.
  • クラスター展開法によるFCC二元系合金の弾性定数計算
    寺本 武司, 竹内 大次郎, 田中 克志
    日本金属学会2024年春期第174回講演大会, Mar. 2024, Japanese
    Oral presentation

  • MnCoNi のX 線・中性子非弾性散乱
    筒井 智嗣, 脇本 明拓, 梅本 好日古, 池田 陽一, 飯田 一樹, 梶本 亮一, 寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2024年春期第174回講演大会, Mar. 2024, Japanese
    Oral presentation

  • CrMnFeCoNiサブシステムの極低温における構成元素の有効原子半径の測定
    田中 克志, 中野 希一, 寺本 武司
    日本金属学会2024年春期第174回講演大会, Mar. 2024, Japanese
    Oral presentation

  • TiNi形状記憶合金におけるマルテンサイト組織の弾性定数測定と内部応力状態解析
    寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2024年春期第174回講演大会, Mar. 2024, Japanese
    [Invited]
    Keynote oral presentation

  • TiNi形状記憶合金のB19’マルテンサイト相の単結晶弾性率測定
    寺本 武司, 田原 正樹, 細田 秀樹, 筒井 智嗣, 田中 克志
    日本金属学会2023年秋期第173回講演大会, Sep. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • 晶癖面バリアント形成時の応力場に対する単結晶弾性率の影響
    寺本 武司, 堀尾 昂平, 田中 克志
    日本金属学会2023年秋期第173回講演大会, Sep. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • CrCoNiのフォノン分散
    筒井 智嗣, 飯田 一樹, 梶本 亮一, 寺本 武司, 松浦 直人, unping Du, 尾方 成信, 田中 克志
    日本金属学会2023年秋期第173回講演大会, Sep. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • 第一原理計算によるBCC不規則合金の単結晶弾性率計算
    堀尾 昂平, 寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2023年秋期第173回講演大会, Sep. 2023, Japanese
    Poster presentation

  • Ti-Nb-Al形状記憶合金のα”マルテンサイト相における 内部双晶形成時のエネルギー障壁の評価
    寺本 武司, 堀尾 昂平, モハマド コユン, 田中 克志
    日本金属学会2023年春期第172回講演大会, Mar. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • CrCoNiミディアムエントロピー合金の加工軟化挙動
    田中 克志, 下原 涼太, 寺本 武司, 上路 林太郎
    日本金属学会2023年春期第172回講演大会, Mar. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • CrMnFeCoNiのフォノン分散
    筒井 智嗣, 飯田 一樹, 梶本 亮一, 寺本 武司, 松浦 直人, Junpin Du, 尾方 成信, 田中 克志
    日本金属学会2023年春期第172回講演大会, Mar. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • Ni基超合金TMS-26の高温低応力圧縮初期クリープ変形挙動
    田中 克志, 高島 良, 寺本 武司, 高田 裕治, 湯山 道也, 大澤 真人, 川岸 京子
    日本金属学会2023年春期第172回講演大会, Mar. 2023, Japanese
    Oral presentation

  • CrCoNiミディアムエントロピー合金の電気抵抗変化と内部組織の関係
    清水 崚雅, 北角 健太郎, 寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2022年秋期第171回講演大会, Sep. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • CrMnFeCoNiとCrCoNiのX線・中性子非弾性散乱
    筒井 智嗣, 飯田 一樹, 梶本 亮一, bin Mohamad Izlan Mohamad Qayyum, 下原 諒大, 清水 崚雅, 中野 希一, 脇本 明拓, 寺本 武司, 松浦 直人, 田中 克志
    日本金属学会2022年秋期第171回講演大会, Sep. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • FCC構造を持つ高エントロピー合金の特異な弾性定数の起源
    田中 克志, 篠原 諒, 大谷 涼, 寺本 武司
    日本金属学会2022年秋期第171回講演大会, Sep. 2022, Japanese
    Oral presentation

  • X線非弾性散乱によるTiNi形状記憶合金のB19’マルテンサイト相の弾性率測定
    寺本 武司, モハマド コユン, 下原 諒大, 田中 克志, 筒井 智嗣, 田原 正樹, 細田 秀樹
    日本金属学会2022年秋期第171回講演大会, Sep. 2022, Japanese
    Poster presentation

  • Ni基超合金の初期クリープにおける応力符号の影響
    高島 良, 寺本 武司, 田中 克志, 高田 裕治, 湯山 道也, 大澤 真人, 川岸 京子
    日本金属学会2022年秋期第171回講演大会, Sep. 2022, Japanese
    Poster presentation

  • CrCoNiミディアムエントロピー合金における短範囲規則の形成に伴う電気抵抗変化
    田中 克志, 北角 健太郎, 篠原 諒, 下原 涼大, 寺本 武司, 上路 林太郎
    日本金属学会2022年春期大会(第170回)大会, Mar. 2022, Japanese
    [Invited]
    Keynote oral presentation

  • CrCoNi ミディアムエントロピー合金における短範囲規則状態の形成と物理的・機械的性質の変化
    田中 克志, 北角 健太郎, 篠原 諒, 下原 涼大, 寺本 武司, 上路 林太郎
    状態図・計算熱力学研究会 第２回研究会, Nov. 2021, Japanese
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • CrCoNi合金の短範囲秩序の形成の速度論
    北角 健太郎, 田中 克志, 寺本 武司, 上路 林太郎
    日本金属学会2021年秋期大会(第169回)大会, Sep. 2021, Japanese
    Oral presentation

  • ハイエントロピー合金における電子密度分布
    大谷 涼, 寺本 武司, 田中 克志, 山本 一樹
    日本金属学会2021年秋期大会(第169回)大会, Sep. 2021, Japanese
    Poster presentation

  • 純金属から高エントロピー合金に至る弾性定数変化
    篠原 諒, 寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2021年秋期大会(第169回)大会, Sep. 2021, Japanese
    Poster presentation

  • Co基二相超合金におけるCoAl基耐酸化被膜材の作製と評価
    森本 健一郎, 寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2021年秋期大会(第169回)大会, Sep. 2021, Japanese
    Poster presentation

  • TiNbAl形状記憶合金のマルテンサイト変態初期における双晶界面選択の弾性相互作用エネルギー解析
    寺本 武司, 野口 大輔, Mohamad Qayyum, 田中 克志
    日本金属学会2021年春期第168回講演大会, Mar. 2021, Japanese
    Oral presentation

  • CrCoNi合金の短範囲秩序の形成に伴う電気抵抗変化
    北角 健太郎, 伊藤 祐介, 寺本 武司, 田中 克志, 上路 林太郎
    日本金属学会2021年春期第168回講演大会, Mar. 2021, Japanese
    Oral presentation

  • ハイエントロピー合金の特異な力学特性の支配因子解明
    乾 晴行, 土谷 浩一, 佐藤 裕之, 田中 將己, 橋本 直幸, 増野 敦信, 谷本 久典, 金 熙榮, 花咲 徳亮, 田中 克志
    日本金属学会2020年秋期第167回講演大会, Sep. 2020, Japanese
    [Invited]
    Keynote oral presentation

  • CrMnFeCoNiハイエントロピー合金における構成元素の有効原子半径
    田中 克志, 寺本 武司, 楢崎 桃子
    日本金属学会2020年秋期第167回講演大会, Sep. 2020, Japanese
    Oral presentation

  • TiNi形状記憶合金のマルテンサイト変態初期における組織の選択性とエネルギー障壁の関係
    寺本 武司, 永平 和也, 田中 克志
    日本金属学会2020年秋期第167回講演大会, Sep. 2020, Japanese
    Oral presentation

  • Co基二相超合金におけるγ/γ'二相と平衡する耐酸化性皮膜の作製と評価
    森本 健一郎, 寺本 武司, 田中 克志
    日本金属学会2020年秋期第167回講演大会, Sep. 2020, Japanese
    Poster presentation

  • CrCoNiミディアムエントロピー合金における短範囲秩序の形成
    北角 健太郎, 伊藤 祐介, 寺本 武司, 田中 克志, 上路 林太郎
    日本金属学会2020年秋期第167回講演大会, Sep. 2020, Japanese
    Poster presentation

  • Ni基超合金の初期クリープにおける引張と圧縮の非対称性
    徳田龍馬, 寺本武司, 田中克志, 高田裕治, 湯山道也, 川岸京子
    日本金属学会2020年春期（第166回）講演大会, Mar. 2020, Japanese
    Oral presentation

  • 純金属からハイエントロピー合金への弾性的性質の変化
    田中克志, 山田和樹, 寺本武司
    日本金属学会2020年春期（第166回）講演大会, Mar. 2020, Japanese
    Oral presentation

  • TiNi 形状記憶合金のマルテンサイト変態初期組織の選択性と界面エネルギーの関係
    TERAMOTO TAKESHI, 永平 和也, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会 春期講演大会(2019), Mar. 2019, Japanese, Domestic conference
    Public symposium

  • Variation in Positive Temperature Dependence of Strength of L12 Intermetallic Compounds in Co3(Al,W)-Co3Ti Pseudo Binary System
    MIKIO OMAE, TERAMOTO TAKESHI, TANAKA KATSUSHI
    MRS fall meeting & exhibit (2018), Dec. 2018, Japanese, International conference
    Poster presentation

  • Interfacial Energy and Geometry of Twin Boundary Between Martensite Variants in TiNi Shape Memory Alloy
    TERAMOTO TAKESHI, KAZUYA NAGAHIRA, TANAKA KATSUSHI
    MRS fall meeting & exhibit (2018), Dec. 2018, Japanese, International conference
    Oral presentation

  • Co3(Al,W)-Co3Ti擬二元L12型化合物における強度の逆温度依存性
    大前樹生, 寺本武司, 田中克志
    2018年度11月期耐熱金属材料123委員会研究報告, Nov. 2018, Japanese
    Oral presentation

  • 還元熱処理により作製したMagneli相酸化チタンの周期構造と熱伝導特性
    原田俊太, 小坂直輝, 八木貴志, 田中克志, 乾晴行, 田川美穂, 宇治原徹
    日本金属学会2018年秋期講演大会, Sep. 2018
    Oral presentation

  • ルチル型TiO2単結晶への周期的な面欠陥導入に伴う熱伝導率の変化
    小坂直輝, 八木貴志, 田中克志, 乾晴行, 田川美穂, 宇治原徹, 原田俊太
    第79回応用物理学会秋季学術講演会, Sep. 2018
    Oral presentation

  • Co3(Al, W) –Co3Ti擬二元L12型化合物における強度の逆温度依存性
    大前 樹生, TERAMOTO TAKESHI, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会 秋期講演大会(2018), Sep. 2018, Japanese, Domestic conference
    Poster presentation

  • bcc/B2 二相合金Fe-20Ni-20Alの高温クリープ強度
    河合 紀明, TERAMOTO TAKESHI, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会 秋期講演大会(2018), Sep. 2018, Japanese, Domestic conference
    Poster presentation

  • Ni基超合金高温クリープにおける内部応力場の発達とその役割
    TANAKA KATSUSHI
    日本機械学会関西支部 秋季技術フォーラム, Nov. 2014, Japanese, 兵庫県立大学, Domestic conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • 新規Co基二相耐熱合金開発の現状と問題点
    TANAKA KATSUSHI
    日本鉄鋼協会第136回特殊鋼部会, Jun. 2014, Japanese, 千葉オークラホテル, Domestic conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Analytical study of elasticity of transition metal disilicides
    TANAKA KATSUSHI, INUI HARUYUKI
    The Czech-Japanese Workshop on High- Temperature Intermetallics, Apr. 2014, English, Institute of Physics of Materials, Academy of Sciences of the Czech Republic, Brno, International conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Variations of lattice constant misfits in Co-based superalloys upon alloying
    TANAKA KATSUSHI, TANAKA KEN
    2014 Spring Meeting of The Japan Institute of Metals and Materials, Mar. 2014, Japanese, Tokyo, 添加元素に応じた格子定数ミスフィットの変化が観察された．一方，この変化の要因を添加元素の金属結合半径と合金内分配で説明することはできない添加元素も多い．Taのように主としてγ’相に固溶しγ’相の格子定数を変化させる添加元素ではほぼ添加元素の金属結合半径で説明できるのに対し， NiやCrのようにな添加元素は，γ-γ’の二相分離の幅を変化させる働きを持ち，結果としてγ相に固溶するW量が変化することで格子定数ミスフィットの値を変化させる働きを持つことが明らかとなった．, Domestic conference
    Oral presentation

  • Effects of Alloying Elements on Physical and Mechanical Properties of Co–Al–W-based L12/fcc Two-phase Alloys
    TANAKA KATSUSHI, INUI HARUYUKI
    THERMEC 2013, Dec. 2013, English, Las Vegas, USA, The changes in the γ’ solvus temperature and the volume fraction of Co-Al-W based alloys with fcc / L12 two-phase microstructures upon alloying with quaternary elements have been investigated. All investigated quaternary elements, except for Fe and Re, increase the γ’ solvus temperatures of Co-Al-W based alloys with varying efficiencies depending on quaternary element. On the o, International conference
    Oral presentation

  • Mg 基LPSO 相の弾性的性質
    UENO AKINOBU, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会2013春期大会, Mar. 2013, Japanese, 東京， 日本, Domestic conference
    Oral presentation

  • Fe-Ni-Al 基bcc/B2 二相合金の高温力学特性の添加元素による変化
    KONO RYOSUKE, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会2013春期大会, Mar. 2013, Japanese, 東京， 日本, Domestic conference
    Oral presentation

  • fcc/ L12二相Co 基超合金の解決すべき問題点
    TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会2013春期大会, Mar. 2013, Japanese, 東京，日本, Domestic conference
    Keynote oral presentation

  • Co 基二相超合金の格子定数ミスフィットに対する添加元素の影響
    TANAKA KEN, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会2013春期大会, Mar. 2013, Japanese, 東京，日本, Domestic conference
    Oral presentation

  • 材料組織形成の弾性論を用いた解析
    TANAKA KATSUSHI
    若手フォーラム「組織制御に関する産学連携推進フォーラム」 第4回研究会, Dec. 2012, Japanese, 日本鉄鋼協会, 兵庫県赤穂郡， 日本, Domestic conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Microstructural evolution of monocrystalline Co–Al–W-based superalloys by high temperature creep deformation
    Sumitani Takahiro, TANAKA KATSUSHI
    Materials Research Society 2012 Fall Meeting, Nov. 2012, English, Boston, USA, International conference
    Poster presentation

  • Difference in elastic properties of CrB2 determined by microscopic and macroscopic measurements
    TANAKA KATSUSHI, TSUTSUI SATOSHI, OKAMOTO NORIHIKO, INUI HARUYUKI, Baron Alfred Q.R
    Materials Research Society 2012 Fall Meeting, Nov. 2012, English, Boston, USA, International conference
    Oral presentation

  • Role of internal stresses on thermal mechnical fatigue of Ni-based superalloys
    SUMITANI TAKAHIRO, TANAKA KATSUSHI
    日本金属学会2012秋期大会, Sep. 2012, Japanese, 日本金属学会, 松山，日本, Domestic conference
    Oral presentation

  • CrB2における巨視的弾性率と微視的弾性率の違い
    TANAKA KATSUSHI, OKAMOTO NORIHIKO, INUI HARUYUKI, TSUTSUI SATOSHI, BARON Alfred Q.R
    日本金属学会2012秋期大会, Sep. 2012, Japanese, 日本金属学会, 松山， 日本, Domestic conference
    Oral presentation

  • Relationship of creep to deformation microstructure in Co-based superalloys
    Sumitani Takahiro, Tanaka Katsushi, Inui Haruyuki
    The 2012 Spring Meeting of The Japan Institute of Metals, Mar. 2012, Japanese, 日本金属学会, Yokohama-city, Domestic conference
    Oral presentation

  • Elastic energy analysis of microstructural change in Ni-based superalloys
    Tanaka Katsushi
    The 2011 Autumn Meeting of The Japan Institute of Metals, Nov. 2011, Japanese, 日本金属学会, Ginowan-city, Domestic conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Elastic anomaly in CrB2 at around the magnetic transition temperature
    Tanaka Katsushi, Nagano Shinji, Okamoto Norihiko, Inui Haruyuki
    International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2011, Sep. 2011, English, Kobe, Japan, International conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • A Micromechanical Analysis of Creep Deformation Induced Microstructural Evolutions in Nickel Base Superalloys
    Tanaka Katsushi, Hashimoto Wataro, Inui Haruyuki
    Plasticity 2011, Jan. 2011, English, Puerto Vallarta, Mexico, International conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Morphology Change of gamma-prime precipitates in gamma/gamma-prime Two-phase Microstructure in Co-based Superalloys by Higher-order Alloying
    Tanaka Katsushi, Ooshima Masahiro, Okamoto Norihiko, Kishida Kyosuke, Inui Haruyuki
    2010 MRS Fall Meeting, Nov. 2010, English, Materials Research Society, Boston, USA, International conference
    Oral presentation

  • Mechanical Properties of Cr5Si3 with the D8m Structure
    Ochiai Yuji, Kishida Kyosuke, Tanaka Katsushi, Inui Haruyuki
    2010 MRS Fall Meeting, Nov. 2010, English, Materials Research Society, Boston, USA, International conference
    Poster presentation

  • Direct Observation of an Ordered Arrangement of Vacancies and Large Local Thermal Vibration in Rhenium Silicide by Cs-corrected STEM
    Harada Shunta, Tanaka Katsushi, Kishida Kyosuke, Okamoto Norihiko, Endo Noriaki, Okunishi Eiji, Inui Haruyuki
    2010 MRS Fall Meeting, Nov. 2010, English, Materials Reaserch Society, Boston, USA, International conference
    Oral presentation

  • Compression of Micropillars of TiAl Coexisting with Ti3Al
    Fujimura Kazuki, Kishida Kyosuke, Tanaka Katsushi, Inui Haruyuki
    2010 MRS Fall Meeting, Nov. 2010, English, Materials Research Society, Boston, USA, International conference
    Poster presentation

■ Research Themes
  • Variation of elastic properties with chemical short range ordering in high entropy alloys
    田中 克志
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area), Kobe University, Apr. 2021 - Mar. 2023, Principal investigator
    CrCoNiミディアムエントロピー合金試料を一定速度で加熱，冷却した時の電気抵抗の温度変化のその場測定結果を行った．圧延ままの試料では電気抵抗は小さく，熱処理を施すことで電気抵抗が増加することが明らかとなった．加熱過程において800 Kから900 Kの間では一旦熱処理後の試料よりも大きな電気抵抗値となる．圧延ままの試料であることから転位の存在が何らかの形で関与していると考えられるが，詳しいことは分かっていない．冷却速度が異なる場合における電気抵抗変化の違いについても検討した．900 K以下では電気抵抗の冷却速度依存性が見られ，冷却速度が速くなると内部の原子配列が熱平衡状態を保てなくなることが分かる．900 K以上では微分値も冷却速度に依存せず，これ以上の温度では試料が熱平衡状態にあることが確認された．また，熱平衡状態からずれ始める温度を求めると，この温度と冷却速度との間はアレニウスの関係を良く満たすことが分かった．この関係がさらに速い冷却速度に外挿しても成り立つと仮定すると，水焼き入れで実現可能な5000 K/秒の焼き入れ速度では1075 K程度の熱平衡状態が焼き入れ可能であるにすぎないことが明らかとなった． 次に1173 Kから水焼き入れを行なった後，653 K, 673 K, 693 Kと熱処理温度を変化させながら電気抵抗変化を測定した．熱処理温度を変化させた時間において活性化エネルギーを求めると，電気抵抗変化に係る活性化エネルギーは240~270 kJ/molと決定された．これはハイエントロピー合金中の各元素の拡散の活性化エネルギー240~320 kJ/molとほぼ同等である．

  • Acceleration of diffusional transformation by applied stress and its application to microstructural control
    上路 林太郎, 田中 克志
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), National Institute for Materials Science, Apr. 2020 - Mar. 2023, Coinvestigator
    鉄鋼材料の機械的性質向上に有効な加工熱処理プロセスにおいて、そのプロセス条件の最適化に必要な応力と変態の相関について、降伏応力以下の外力による拡散変態促進のメカニズムを解明し、不均一応力場を利用した新しい組織制御法を確立することを目的としている。本年度は、実用鋼の一種であるばね鋼（Fe-0.53C-1.5Si-0.8Cr-0.7Mn）に対して、変態後の組織観察を電子線背面散乱回折（ＥＢＳＤ）測定を行い、応力負荷によりパーライトノジュール（ブロック）が微細化することが明らかとなった。ノジュールサイズの微細化は、初期粒径が大きいほど促進される。このことは、応力による拡散変態の促進が核形成サイト密度の増殖によることを示唆している。温度-弾性変形関係に関しては、前年度整備した弾性定数測定系を用い、鋼の準安定γにおける弾性定数の共振法による高温域のオーステナイトの弾性定数の測定結果が得られた。 上記に加えて温度勾配下の圧縮・相変態挙動を実験により調査した。上記データ収集で対象としたものと同じ組成を有する炭素鋼（ばね鋼等）を用いた。やや大きなアスペクト比を有する試験片（長さ40ｍｍ程度×直径8ｍｍ程度）に対して、新調した局所加熱コイルを用いて温度勾配を付与した上で圧縮・相変態挙動を明らかにした。降伏応力以下の応力負荷（あるいは無負荷）状態における温度勾配下変態挙動に焦点を絞り、最大3K/mm程度（試験片長手方向におおよそ100K）の応力勾配を付与することに成功したが、温度勾配を伴うパーライト変態挙動に大きな変化は見られなかった。そこで、円周切り欠きを伴う円柱試験片を用い応力勾配化の変態挙動を測定できる実験条件の検討を行った。

  • Prototyping of lensless X-ray camera and application to element distribution image
    Tanaka Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Kobe University, 30 Jul. 2020 - 31 Mar. 2022
    In this study, we aimed to develop a new method for imaging the X-ray emission site without using a lens system by using a MURA code mask with Bi deposited on the Kapton film. Since the adhesiveness between the Kapton film and Bi was insufficient, fine patterns fell off at etching Bi. This maks it impossible to produce a mask for practical use. The software for reconstructing the image was evaluated using simulated data, and we were able to wrote a software that can be reconstructed correctly. Furthermore, the performance of the software has been improved, and it has become possible to process at a practical speed. It was clarified that the imaging of the X-ray emission site without using a lens system is sufficiently practical, although it is insufficient at present.

  • 単結晶弾性定数から見るハイエントロピー合金の力学特性と構造安定性
    田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 神戸大学, 01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2021, Principal investigator
    CrCoNi三元系，およびMnFeCoNi四元系合金に引き続き，他の三元系，四元系合金の単結晶の作製を行った．一方，弾性率測定については，液体ヘリウムの入手難によって，全ての結晶が揃った時点で測定を行うこととしたため，まだ弾性率測定は行えていない．現在，新たに単結晶の作製が完了した系は，三元系ではFeCoNi, MnFeNi, MnCoNiであり，四元系ではCrFeCoNiである．したがって，残りのfcc単結晶の作製が可能と考えられている三元系CrFeNiと四元系のMnCrCoNiの単結晶の作製が終了次第，全ての合金についての弾性率の測定を行う予定である． 弾性率の温度依存性を議論するにあたり，弾性率測定中の構造の安定性について疑義が生じたため，熱処理に伴う結晶の内部構造の安定性について電気抵抗測定によって調査した．その結果，CrCoNiミディアムエントロピー合金では600℃以下の熱処理において，CrMnFeCoNiハイエントロピー合金では700℃以下の熱処理において，熱処理温度の低下とともに顕著な電気抵抗の増加が起こることが明らかとなった．また，熱処理温度を変化させた時の電気抵抗の変化速度から見積もられた，反応の活性化エネルギーはいずれも200kJ/mol程度であり，拡散の活性化エネルギーより小さいものであった．さらに，焼き入れた試料の電気抵抗変化が見られなかった温度域での反応速度を見積もると0.1s以下のオーダーとなり，単に焼入れ時に熱処理時の熱平衡状態を保存することができていないだけと見ることができた．
    Competitive research funding

  • Tanaka Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kobe University, 01 Apr. 2018 - 31 Mar. 2021, Principal investigator
    The lattice heat transfer rate decreased in the material to which Cr, which has stable trivalent ions, and Zr, which has stable tetravalent ions, decreased, but the electrical resistance increased at a larger rate. It became clear that the additions do not contribute to the improvement of thermoelectric performance. An attempt was made to precipitate a composite oxide in the crystal. The scattering ability of low-frequency phonons of the coarse composite oxide precipitated at the grain boundaries was not very large. We could not find any heat treatment conditions that could realize the dispersion of fine precipitates in the grains.
    Competitive research funding

  • Teramoto Takeshi, Tanaka Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Kobe University, 01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2019
    In order to reveal the formation mechanism of the initial stage of the martensitic transformation, which is a room temperature structure of shape memory alloy, the interfacial energy of the twin included in the initial stage structure was evaluated by the first principle calculation in Ti-Ni. Twinning interfacial energy is predicted to be the controlling factor that determines the microstructure in the initial stage. However, the amount of the interfacial energy can not explain the formation process, and consideration of elastic strain energy is needed. Therefore, it was supposed that the structure determination of the initial stage microstructure occurred at a relatively large scale.

  • TANAKA Katsushi, SATO Hiroki, TAKAI Yutaka
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kobe University, 01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2017, Principal investigator
    Partially reduced TiO2-x (x~0.1: Magnelli phase) consists of a regular stacking of TiO2 and Ti2O3 layers as a natural superlattice structure. To reduce the thermal conductivity without changing electrical properties, quadlivalient impurities of Zr or Sn are added to the crystal. Zr makes solid solution as expected but Sn does not make solid solution. Thermal conductivity of Magnelli phase does not significantly change upon alloying with Zr. On the other hand, the alloying lowers electric conductivity. As a result, thermoelectric properties are not improved by the alloying with Zr.
    Competitive research funding

  • 田中 克志
    科学研究費補助金／挑戦的萌芽研究, Apr. 2012 - Mar. 2013, Principal investigator
    Competitive research funding

  • 田中 克志
    科学研究費補助金／挑戦的萌芽研究, Apr. 2011 - Mar. 2012, Principal investigator
    Competitive research funding

  • 田中 克志
    科学研究費補助金／基盤研究(B), Apr. 2009 - Mar. 2012, Principal investigator
    Competitive research funding

  • TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Kobe University, 2012 - 2012
    Geometrically required dislocations are distributed at sub-grain boundaries that corresponds to interfaces of dendrites grown in Ni-based superalloys. In the present study, we have performed compressive creep tests to observe the development of creep dislocation networks at gamma/gamma-prime interfaces, and of parallel raft structure. When a compressive stress is applied along tothe growth direction, the magnitude of primary creep is very small compared with that applied perpendicular to the growth direction. We have constructed a creep testing machine that can use a very small specimen without dislocation networks in it.

  • TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Kobe University, 2011 - 2011
    A point or areal irradiation of a laser light is equipped to heat a specimen and to detect a specimen temperature. This method is suitable for investigating a local variation of thermal properties of the specimen. In the present study, a line focused laser beam is equipped for heating a specimen to suppress an extinction of heat wave and to restrict a direction of propagation. This allows us to measure not only the thermal diffusivity more preciously but also the anisotropy of the thermal properties. At present, the thermal resistance of the grain boundary is not able to measure quantitatively, however, know-hows of the measurement is accumulating.

  • TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 2009 - 2011
    In this study, we demonstrate the efficiency as thermoelectric materials of off-stoichiometric oxide semiconductor in terms of electric and thermal conductivity. We succeed to obtain the value of dimensionless figure of merit to be 0. 3 in off-stoichiometric titanium oxide, that is quite large for ubiquitous oxides. The large value is due to a strong phonon scattering at crystallographic shear structure which is largely introduced by a thermal treatment.

  • OKAMOTO Norihiko, INUI Haruyuki, TANAKA Katsushi, KISHIDA Kyosuke, ADACHI Hiroki
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up), Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up), Kyoto University, 2008 - 2009
    Phase relationships of manganese-substituted ruthenium sesquisilicide alloys have been investigated by using x-ray powder diffraction, scanning and transmission electron microscopy. A series of chimney-ladder phases Ru_<1-x>Mn_xSi_y are formed over a wide compositional range between Ru_2Si_3 and Mn_4Si_7. Directionally solidified chimney-ladder compounds in the Ru-Mn-Si system exhibit a microstructure containing columnar domains of different chimney-ladder phases with compositional interfaces between adjacent phases. Despite a compositional variation, the transition-metal (Ru/Mn) sublattice is continuous over the interface while the Si sublattice is discontinuous. The lattice thermal conductivity of the directionally solidified alloys along the transverse direction decreases by increasing the density of the compositional interfaces while the electrical properties are preserved.

  • ディスプロポーショネーションの材料科学とその工学的応用
    乾 晴行, 岸田 恭輔, 田中 克志, 岡本 範彦
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 萌芽研究, 萌芽研究, 京都大学, 2008 - 2008
    地球環境保全のためCO_2ガス排出量の削減に向け多くの取り組みがなされる中,自動車駆動電源としての水素エネルギーが注目されている.実用的には水素をより多く吸蔵する合金が必要であり,Mg系合金に研究が集中している.Mg系合金では,La-Ni系合金とハイブリッドな水素吸蔵合金を作製すると不均化反応が抑制でき可逆的水素吸蔵放出量を維持できたり,遷移金属との積層体で一連の不均化反応を利用して可逆的水素吸蔵放出量や水素化反応速度を増加させ,水素の放出温度を本質的に低下させる試みがなされていたりと,不均化反応が重要な役割を果たすことが明らかになりつつある.本研究では,不均化反応を促進あるいは抑制する因子を実験的,理論的に探求し,不均化反応を積極的に工学的に応用する方策を見出すことを目的とした.特に,純Mgの水素放出温度に及ぼす応力効果,RE-Ni-Mg(RE:希土類金属)系におけるハイブリッド化合物の不均化反応抑制機構を調べた.純Mgはその水素化物の解離温度が350度と高いが,解離時に応力が加わると解離温度が低くなるとの仮説のものと,熱力学的に解離温度-応力の関係を導き,これを実証した.実証では,計算に基づいて4GPaの応力下,270度で水素化物の解離を行わせ,X線回折により純Mgの体積分率が大きく増加することを見出した.RE-Ni-Mg系ハイブリッド化合物では,REとしてCeを添加するほど不均化反応が促進され,Niの代わりにCoを添加するほど不均化反応が抑制されることを明らかにした.不均化反応の促進,抑制は水素化物の生成エンタルピーの変化により熱力学的に説明でき,ハイブリッド化合物の電池としての応用上,重要な知見が得られた.

  • INUI Haruyuki, KISHIDA Kyosuke, TANAKA Katsushi, OKAMOTO Norihiko
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Kyoto University, 2006 - 2008
    Re, Ruのシリサイドに注目して, これらシリサイドのシリコン副格子(サブラティス)の配列の多様性に基づいた特異な微細組織を制御して, その特性改善および新たな物質探索, 特性向上の指導原理の確立を目指した.「金属副格子を一定に保つことによって電気伝導を低減することなく, Si副格子のナノ・スケール変調から生じる相界面により熱伝導を低減する」サブラティス・エンジニアリングがこれらの目的に有用であることを明らかにした.

  • 全固体リチウム2次電池のイオニクス界面ナノ構造設計
    乾 晴行, 岸田 恭輔, 田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 萌芽研究, 萌芽研究, 京都大学, 2007 - 2007
    リチウム2次電池は,高作動電圧,高エネルギー密度から,小型で軽量な電池を構成でき,モバイル機器の駆動電源として使用されているが,一般に,電解質は可燃性の有機電解液で,液漏れ,発火の危険性があり,安全性の確保が大きな課題である.そのため,本質的な安全性の改善を目指して,可燃性の有機電解液を不燃性の固体電解質に置換する全固体リチウム2次電池の研究開発が進められている.電池の起電反応は活物質と電解質の界面で生じることを考えると,界面特性制御も視野に入れた正極/電解質/負極の材料の選定は非常に重要である.本研究では,正極としてLiCoO_2,固体電解質としてLLT((Li,La)TiO_3)を取り上げ,正極/電解質界面に的を絞って,この界面に電気化学的活性を持続的に付与するための条件を界面のナノ構造制御の観点から明らかにすることを目的とした.固体電解質LLTに正極LiCoO_2を貼付して電気化学特性を測定すると,界面構造の相違によりサイクル特性が大きく異なる.すなわち,LLTをへき開し正極を貼付したもの(へき開材)は,へき開後,機械研磨を経て正極を貼付したもの(機械研磨材)よりもはるかにサイクル特性が悪く,前者の充放電の過電圧はサイクル毎に変化するのに対し,後者のそれはサイクル数に依存しない.これは,へき開材ではLLTにLiCoO_2が直接接しているのに対し,機械研磨材では界面のところどころに島状にLLTの非晶質層がナノスケールで形成されてLLT非晶質層が,充放電に伴う正極の収縮・膨張により界面に生じる応力を緩和し割れを防止する役割を果たすためである.そのため,電気化学サイクル後には,へき開材では正極/電解質界面に沿って割れが発生するのに対し,機械研磨材では全く割れが発生しない.LLT単結晶についても同様の結果を得,{110}を最も持続的な電気化学特性を与える表面方位として決定した.

  • Ethics and laws of personal helps (psychological clinics and human care), those theories and development of educational programs
    HAMAUZU Shinji, MATSUDA Jun, TABATA Osamu, TANAKA Katsushi, HAYASHI Saiko, ISODA Yujiro
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Shizuoka University, 2005 - 2007
    This research aims to construct ethics for helping and supporting, based on research results of clinical anthropology, bicethics and applied ethics, by collaborating of staffs participating education of clinical psychologists and experts of social welfare, the Juvenile Act, the Criminal Act, etc, and to develop practical education programs intending to enrich education of "ethics and laws of personal helpers". For this purpose it is also important to search methods of helps corresponding cultural and historical situations of our country through international cornparing of care and to construct an educational system far it. From 2005 to 2006 we made inspection researches in several foreign countries, in each years we organized lectures by lecturers invited from regional persons concerned with personal helping and laws. In 2006 we organized open lectures "Ethics and laws of personal helps" as enlightening activities for citizens about such a problem. As actions aiming to publish a textbook "Case book far ethics and laws of personal helps", we began the comprehensive subject "Ethics and laws of personal help? at the major field "Clinical human sciences" in graduate school, and kept up the discussion concerning concrete cases. From the subject in 2006 we made "Proceedings of documents and resumes for lectures" which we made use of also on the lecture in 2007 and worked out further And in 2007 we organized an open symposium in which we tried to make a dialogue with regional persons concerned based on our research results so far In this discussion it was made clear again that the struggling with ethical and legal dealing is very urgent in the field of personal helps, especially of psychological clinics Although the publication of "Case book for ethics and laws of personal helps" that we planed at first could not be realized inside of our research years, it is now approaching almost the completion and is in preparation now.

  • 分子キラリティー識別のナノ電子回折法
    乾 晴行, 邑瀬 邦明, 岸田 恭輔, 田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 萌芽研究, 萌芽研究, 京都大学, 2006 - 2006
    物体には鏡像関係にあり,互いに重ね合わすことができないものが存在する.右手と左手はその一例で,キラルな物体あるいは対掌体,鏡像異性体と呼ばれる.鏡像異性体は,それぞれ単独に存在する時には物理的、化学的性質に差はないが,生体系は基本的に不斉環境にあるため鏡像異性体間で生理活性が異なる場合が多く,医薬品,食品などではこの区別,識別は大変重要である.本研究では,最近,考案・開発したナノ結晶にも応用できる結晶のキラリティー識別のための電子回折法を拡張,発展させて,分子のキラリティー識別を可能にする新規な方法の開発の可能性を検証した.第1ボルン近似を使ったマルチスライス法のアルゴリズムにより回折図形の計算を行った.分子における並進対称性の欠如のため,各スライス毎に回折角に関するピクセルを切って連続的な波数ベクトルにっいてマルチスライス計算を行った.分子には座標軸の取り方に任意性があるが,点群C_<2n>に属するシスチン(C_2対称),DMP323化合物(C_2対称),BphC酵素(C_4対称)で最も対称性の高いC_n軸である2回軸をz軸として取ると,電子線の入射方向をz軸に垂直にセットすれば,振幅は等しく位相が異なる分子構造因子を持つ回折線が非対称に現れ,右手系分子と左手系分子で強度の非対称性が反対称となるため,分子のキラリティー識別が可能であることが分かった.分子としてキラリティーを持ちうる10点群のうち,8点群は2回軸を持つため,同様に2回軸に垂直に電子線を入射させれば,強度の非対称性から分子のキラリティー識別が可能であることが分かった.2回軸を持たない点群C_1,C<2n+1>に属する分子では,本方法でのキラリティー識別は困難である.

  • Estimation of the lifetime of nickel base turbine blades by using elastic strain measurement
    TANAKA Katsushi, UEJI Rintaro, KISHIDA Kyosuke
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 2003 - 2006
    Development of elastic strain in nickel base super alloy during creep deformation has been investigated. The results show that the change in elastic strain is owing to stack creep dislocations at gamma gamma-prime interfaces. Theoretical calculations about the stability of microstructure indicate that the raft structure is stabilized by a small amount of creep dislocations, however, the raft structure is destabilized by a large amount of creep dislocations. The critical amount of creep dislocations agrees with that for perfectly accommodate the lattice misfit between gamma and gamma-prime phases. In the destabilized raft structure, the most stable lamellar plane normal is not the [001] direction but that tilted toward the <111> direction. This is the reason why the raft structure collapses during the creep deformation. The measurement of elastic strain is useful to detect an early stage of creep deformation, however, the measurement is less sensitive to the change occurred in a later stage of its lifetime.

  • 空孔規則相シリサイド半導体の構造物性
    乾 晴行, 田中 克志, 岸田 恭輔
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 萌芽研究, 萌芽研究, 京都大学, 2005 - 2005
    組成幅がほとんどない化合物であるラインコンパウンドには,組成が古典的な化学量論に従わず構成元素比が整数でないものが多数存在する.このようなラインコンパウンドの基本的構造はほとんど既知であるが,実際には基本構造に多量の構造的原子空孔が組み込まれた空孔規則相として存在することが多い.特異な構造ゆえにラインコンパウンド空孔規則相には,その基本構造では考えられない高電気伝導度や低熱伝導率などの特異な物性を示すものがしばしば存在する.最近,我々は新たな熱電変換材料を探索する中,ReSi_<2-X>(X=0.25)やBa_8Ge_<46-X>(X=3)がこのような特異な物性を示すラインコンパウンド空孔規則相であることを発見し,本研究では,構造,特に「空孔規則構造」と「構造と物性の強相関」に関する系統的理解を目指して研究を行った.ReSi_<2-X>では,Reとの価電子数の多寡により空孔濃度を増減させることができ,その結果インコメンシュレート相が形成されるが,合金元素量増加に伴いインコメンシュレート構造は,シアー構造からアダプティブ構造へと変化する.この変化がおきる合金組成は合金元素に依存し,Moなどでは少ない添加量でこの変化が起こるものの,Ru, Fe, Cr, Nbなどでは固溶限ぎりぎりまでシアー構造が安定となる.熱電特性は概して,シアー構造を取る場合に低く,アダプティブ構造を取る場合に高い.たとえば,2%程度の合金添加でアダプティブ構造が形成されるMo添加の場合,[001]方向で得られた無次元性能指数は800KでZT=0.85(n型)であり,2元系Reシリサイドをはるかに凌駕する.添加量としては,シアー構造からアダプティブ構造へ変化するぎりぎりの組成で最も性能が良く,それ以上の添加ではかえって特性を悪くする.

  • Development of new nano-electron diffraction method for identification of crystal chirality and polarity
    INUI Haruyuki, TANAKA Katsushi, KISHIDA Kyosuke
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyoto University, 2004 - 2005
    Enantiomorphism is usually referred to and used to describe objects that are lacking of improper rotation(rotoinversion and rotoreflections). Because of the absence of a center of symmetry (1^^-), a mirror plane (m=2^^-) and a 4^^-axis, such enantiomorphic (chiral) crystals or molecules can occur in two different forms that are related as a right hand and a left hand and these enantiomorphically-related crystals belong to either of the 11 crystal classes (point groups). These crystals are mirror related and are not superimposable with each other and one of the two enantiomorphic crystals exhibit optical bioactivities different from the other in most cases Therefore, distinction of chirality of enantiomorphic crystals is sometimes very important, as the well-known example of Thalidmide accident, which occurred as a tragedy due to the harmful side effect of one of the two members of the enantiomorphic crystals, has indicated. We have developed a new CBED method for identification of chirality and polarity of enantiomorphic crystals, in which asymmetry in the intensity of reflections of Bijvoet pairs in an experimental symmetrical zone-axis CBED pattern is compared with that of an computer simulated CBED pattern. The intensity difference for reflections of these Bijvoet pairs results from multiple scattering (dynamical nature of electron diffraction) among relevant Bijvoet pairs of reflections, each pair of which have identical amplitude and different phase angles. Therefore, the crystal thickness where chiral identification is made with the present method is limited by the extinction distance of Bijvoet pairs of reflections relevant to multiple scattering to produce the intensity asymmetry, which is usually of the order of a few tens nm. With the present method, only a single CBED pattern is sufficient and chiral identification can be made for all possible enantiomorphic crystals that are allowed to exist in crystallography.

  • Change in Financial System and Disposal of bad debts and Research on Law and Policy for Regional financial institution-Small Companies
    TANAKA Katsushi, FUJIHARA Toshio, HASEGAWA Shin, ISHIRO Hiromu, TORIHATA Yoichi, YAMAMOTO Yoshihiko
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), SHIZUOKA UNIVERSITY, 2002 - 2004
    Content of Report I Financial system and Regional Financial Institution 1 The Reform of Financial system and Regional-Medium-Small Companies 2 Financial Regeneration and Relationship-Banking II The Impact of Financial System Reform on Regional Finance 1 The Study of Financial Administration concerning Regional Finance 2 The Bankruptcy of Ashikaga Bank and the Reconstruction of Regional Finance 3 The Theoretical Problem on Regional Finance 4 The Economic Crisis and The Procyclicality III Disposal of bad debts, and Reform of Mortgage-Guaranty 1 Regional Financial Institution and Mortgage-Guaranty 2 Disposal of bad debts and Mortgage-Guaranty 3 Asset Securitisation and Mortgage-Guaranty IV Problems about the Corporation Law on Disposal of bad debts 1 Deregulation of Purchase of its own Shares by Company 2 Issue of the Right to subscribe for New Shares against the Hostile Takeover 3 Change of Law for Sharetransfer-Restriction 4 Special Favorable Issue of New Shares and the Responsibility of the Director to the Third-Parties 5 Problems of the Right to peruse the Accountingbook by the Shareholder V The Phases of Financial Crisis in Japanese Capitalist

  • 局在量子構造探求のための研究基盤の体系化
    足立 裕彦, 高野 幹夫, 田中 功, 菅野 了次, 田中 克志, 吉田 朋子
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特定領域研究, 特定領域研究, 京都大学, 2000 - 2004
    本研究班では,局在電子構造の関与する複雑系についてのシミュレーションを行い,実験と密接な連携を行うことを目的としている。計算手法は主に平面波基底の第一原理擬ポテンシャル法を採用し,必要に応じて,原子軌道関数基底でのバンド計算を併用した.本年度としての成果を以下に箇条書きにする. 1)ZnOおよびMgO中のAlおよびGa溶質元素の存在状態を第一原理計算で予測した上で,本グループにてppmオーダーの不純物添加系を系統的に作製し,陽イオン空孔と不純物との相互作用を阪大グループとの共同研究での陽電子寿命測定により直接的に検証した.このようなextrinsitc要因の陽イオン空孔の生成をppmレベルで直接検証したのは世界ではじめての成果である. 2)民間企業との共同研究腕スピネル型LaCrO_3中のCr空孔の生成についての理論計算を行った.この結果は,酸化物固体燃料電池(SOFC)のセパレータの材料設計に有用である. 3)XANES/ELNES理論計算法を,米国ミズーリ大のChing教授らとの共同研究で確立し,酸化物系,窒化物系などで多くの応用例を示した. 4)ppmオーダーの不純物を添加したZnOおよびMgO系について,SPring8でのXANES実験を行い,超微量元素の定量的な状態分析技術を確立した. 5)新規リチウムイオン導電体の探索を,実験と理論計算の連携によって進めた。 これらは,すべて,特定領域の研究グループ間での密接な連携のもとに成り立っている.

  • New thermoelectric materials with high performance (ZT>l)-Re silicide 4
    INUI Haruyuki, TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), KYOTO UNIVERSITY, 2002 - 2003
    There is a renewed interest in thermoelectric materials because of the increased attention to environmental safety. The performance of thermoelectric properties is usually evaluated with the so-called dimensionless figure of merit ZT where Z=α^2σ/κ, and, α, σ, κ denote Seebeck coefficient, electrical conductivity respectively and thermal conductivity. The performance is better for the larger ZT value and it is generally believed that the condition of ZT>1 must be satisfied for thermoelectric materials to be practically used. We have recently found that Re-silicide exhibits a large ZT value close to ZT=1. In the present study, we made an effort to further improve the thermoelectric performance of this Re-silicide through ternary alloying. We expect the performance improvement not only through the changes in electronic structure but also through microstructure changes such as the change in the density and arrangement of Si vacancies and the formation of incommensurate structure. The binary silicide exhibits ZT=0.75 at 800K when measured along [001]. When transition-metals are replaced with Re, incommensurate microstructures are usually formed starting with the shear structure followed by the adaptive structure as the alloying content increases. The alloying amount at which the transition from the shear to adaptive structures occurs depend on each alloying elements. This occurs at a low content for Mo and W while the adaptive structure does not form within the solubility limit for Ru, Fe, Cr and Nb. Generally speaking, the property improvement occurs when the alloy takes the adaptive-type structure, whereas when the alloy takes the shear-type structure, no significant improvement occurs. The ZT value of 0.85 is achieved for 2at.% Mo added Re-silicide, which exhibits an adaptive structure. When Al is added to replace Si, the adaptive structure is locally formed in the close vicinity of twin boundaries. This leads to the significantly decreased thermal conductivity, resulting in the Zt value greater than 1 at 400K.

  • Development of a mechanical spectroscopy measurement system for an extended temperature range and its applications.
    NUMAKURA Hiroshi, TANAKA Tatsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyoto University, 2001 - 2003
    (1) Development of the system A system for characterizing the elasticity and anelasticity of solids has been successfully developed, which works by the forced-vibration method in the frequency range between 10^<-5> Hz and 10 Hz from room temperature to 1,000℃. It measures the relation between the stress and strain (the real and imaginary parts of the complex elastic modulus) under forced torsional vibration of a rod or plate-shaped specimen, of 0.5-1 mm in thickness and 10-50 mm in length, with a strain amplitude between 10^<-5> to 10^<-4>. The measurement sequence is fully automated with a computer. With the temperature held constant, measurements are repeated with sweeping the frequency, thereby obtaining the elastic modulus and internal friction as functions of frequency. It is also capable of free-decay measurements in resonance vibration, at a constant temperature or under a steady temperature variation. (2) Applications Anelastic relaxation due to jumps of antisite atoms in L1_2 ordered alloys has been measured, from which the jump rates of the atoms and the diffusion coefficients have been successfully evaluated. The relaxation effects due to stress-induced reorientation of interstitial solute atoms in bcc metals have been systematically measured, and it has been verified that the instrument can determine the relaxation strengths and relaxation rates at satisfactory accuracy.

  • Structural Studies of Supercritical Fluid Metals using Synchrotron Radiation
    TAMURA Kozaburo, SHIMOJO Fuyuki, HOSHINO Kozo, INUI Masanori, UTSUMI Wataru, FUNAKOSHI Kenichi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Specially Promoted Research, Grant-in-Aid for Specially Promoted Research, 1999 - 2003
    We have performed structural investigations on expanded fluid metals such as Hg, Rb and Se focusing on the metal-nonmetal (M-NM) transition. These substances are typical examples in which the M-NM transit ion occurs with volume expansion. Hg is a divalent metal and the M-NM transition with the Wilson type takes place. In the M-NM transition of fluid Rb the electron correlation is considered to play a key role. Se is a liquid semiconductor which shows the semiconductor-metal-insulator transition with expansion. We have measured x-ray diffraction, small angle x-ray scattering and inelastic x-ray scattering at temperatures up to 2000 K and pressures up to 2000 bar with He gas compression, in the wide density region from liquid to dense vapor surrounding the liquid-vapor critical point, by the use of synchrotron radiation at SPring-8. We have accumulated structural data of static and dynamic ones such as S(Q), g(r) and S(Q,ω). We have obtained important results showing strong correlation between the M-NM transition and the structural change. For example, small angle x-ray scattering measurements for fluid Hg reveals that a weak density fluctuation appears accompanying the M-NM transition. From the inelastic x-ray scattering measurement for fluid Hg we have observed a fast sound at the M-NM transition region. The sound velocity is triple the ultrasonic velocity. The fast sound is strongly connected with the fluctuation in the local structure with the time-and-space scale of nm and ps which may induce the M-NM transition. In Rb and Se we have also obtained important results. For fluid Rb we have developed a molybdenum cell the use of which enabled us the structural studies up to the supercritical region.

  • Trial construction of a non-contacting measurement system of elastic constants for tiny crystals
    TANAKA Katsushi, KODAMA Isao
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), 2001 - 2002
    A new apparatus for measuring elastic, constants of tiny crystals has been developed. The appa rates is based on the Brillouin scattering that is frequently applied to the measurement of non-metallic materials, for example ceramics or organic materials. The most of apparatus for measuring the Brillouin scattering in uses Ar-ion laser that has very large volume and electrical power required is quite large to obtain enough output power. We adopt a new light source that is diode pumped solid state (DPSS) laser, which has very small volume and high efficiency of conversion from electrical to light. The most important point of the light source for the Brillouin scattering is the line width (purity) of the light. We have checked the purity and confirmed that the line width is enough narrow for the Brillouin scattering Another key part of the apparatus is light detector ; the detector must has high sensitivity, stability and low noise feature. A photo multiplier is frequently used to the detector, however, conventional one has low quantum efficiency. We adopt a new type of photo multiplier that has a different material to emitter with high quantum efficiency of about 40% for the light of 532nm By using such newly developed parts, we have succeeded to construct a new apparatus having small volume and high efficiency

  • Enhancement of the rafting in Ni-based superalloys by controlling elastic misfit
    TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Grant-in-Aid for Scientific Research (C), KYOTO UNIVERSITY, 2001 - 2002
    The elastic energies associated with the formation of raft structure of Ni-based superalloys has already been calculated and discussed by Nabarro et al. However, this involves an uncertain part about the method of approximation. Our calculation in the framework of purely elastic regime concerning a macroscopic shape deformation indicates that their conclusion is wrong owing to its method of approximation. Our calculation also leads the normal raft always forms regardless to the sign of the lattice misfit and external stress. This result does not agree with the experimental results and indicates that the mechanism of rafting cannot be explained by the calculation in the framework of purely elastic regime. When creep dislocations are induced before rafting, our calculation indicates that the dislocations can creep into so called normal channels but cannot creep into parallel channels. This anisotropic behavior of the motion of creep dislocations changes the spherical symmetry of the lattice misfit into the tetragonal symmetry which makes the morphology of raft as experimentally observed. The driving force for rafting in the framework of elastic regime is very small in comparison with other thermodynamic energies. So, it is difficult to explain the mechanism of rafting only by the elastic interactions. That in the framework of elastic-plastic regime where creep dislocations are taken into account is quite large and mainly depends on the lattice misfit. We conclude that the dominant factor for the choice of morphology of rafting and the elastic misfit is the secondary factor.

  • Powdering limit of hydrogen absorbing intermetallic compounds
    YAMAGUCHI Masaharu, ITO Kazuhiro, TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Kyoto University, 2000 - 2002
    Mechanisms of the reversible hydrogen absorption and desorption in Ti_3Al-base alloys was studied by means of pressure-composition isotherm measurements and microscopy observations before and after hydrogen absorption on specimens subject to heat treatment and cold rolling. The alpha-hydride to beta-hydride phase transformation in the Ti_3Al-base alloys occurs at a very low pressure and is reversible under normal conditions. However, the transformation between beta and gamma hydrides can be made reversible if the specimen is heat treated so that it contains O-phase in its microstructure or is appropriately deformed by cold rolling. The beneficial effects of O-phase on hydrogen absorption/desorption were demonstrated in three Ti-AT-Nb alloys with compositions in the vicinity of Ti_2NbAl. The beneficial effects are found to be related to the structure and strain field of O-phase rather than the interface between the O-phase and matrix. Their hydrogen absorption and desorption properties are improved when they are mildly deformed. Microstructure observations show that the beta and gamma hydride transformation occurs in a way very similar to the martensitic transformation and can be analyzed within the frame work of the martensitic transformation. The lattice shear deformation is accomplished by a high density of screw dislocations in the transformed laths. Such screw dislocations can be introduced by cold rolling. The hydrogen absorption/desorption properties of other intermetallic materials may be expected to be improved similarly to Ti_3Al-base alloys. Thus, the hydrogen absorption and desorption of Mg-Ca-Ni alloys, which absorb hydrogen easily and form a very stable hydride, was investigated. However, we have not succeeded in enhancing their hydrogen absorption and desorption properties yet. Further work is needed to clarify the reason for this.

  • Mechanism of atomic diffusion in nickel-based intermetallic compounds of L1_2-type
    NUMAKURA Hiroshi, TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Grant-in-Aid for Scientific Research (C), KYOTO UNIVERSITY, 1999 - 2000
    The mechanism of atomic diffusion in Ni_3Al, Ni_3Ga and Ni_3Ge has been studied by examining the thermodynamic properties of these materials, most importantly the concentrations of intrinsic point defects, using various experimental techniques. The hypothetical order-disorder transformation temperature of Ni_3Al has been evaluated from the transformation temperatures of a series of alloys Ni_3 (Al, Fe). The transformation temperatures have been determined by in situ measurements of electrical resistivity, and extrapolation to zero Fe content gives 1721 ± 34 K as the transformation temperature of Ni_3Al. This value is in good agreement with the value 1680-1740 K deduced from an analysis of thermodynamic activity data using the results of Monte-Carlo simulation. We proposed earlier an atomistic model of diffusion, where both Ni and Al atoms are assumed to migrate in the crystal primarily by the vacancy mechanism in the sublattice for Ni atoms (the α sublattice vacancy mechanism) ; the model can reasonably explain the diffusivities of Ni and Al in Ni_3Al. In that discussion, which is based on a pair interaction model of thermodynamic properties, the value of the effective interaction energy between atoms is most critical. The transformation temperature is physically equivalent to the effective interaction energy, and thus the value obtained in this investigation substantiates the discussion made earlier. The thermodynamic activity of components has been measured for Ni_3Ga and Ni_3Ge by solidelectrolyte electromotive-force method. For Ni_3Ga, the effective interaction energy has been determined to be 0.101 ± 0.002 eV from the variation of the activity with composition. The concentrations of point defects and the thermodynamic factor for chemical diffusion have been estimated with the aid of a thermodynamic model, and on their basis the mechanism of diffusion has been examined. The data of tracer diffusion and chemical diffusion for this compound can also be accounted for by the α sublattice vacancy mechanism. The method of activity measurements employed has turned out inappropriate for Ni_3Ge. To resolve the problem, knowledge of the details of the Ni-Ge-O ternary phase diagram is required but is not available at the moment. This is the task left to the future. Thus, no reliable value of the effective interaction energy in this compound has been obtained. Nevertheless, it has been shown that the diffusion behavior in this compound can be understood in terms of the α sublattice vacancy mechanism, if the interaction energy is assumed to be as high as 1.5eV.The α sublattice vacancy mechanism is thus a most plausible mechanism of diffusion for this class of materials.

  • Inner displacement and directional bonding in transition metal disilicides
    TANAKA Katsushi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Grant-in-Aid for Scientific Research (C), KYOTO UNIVERSITY, 1997 - 1998
    For the first step of this project, we have measured single crystal elastic constants of transition metal disilicides with the C11_b, C40 and C54 structures. The elastic constants have been analyzed by the valence force field approach where the inter-atomic interaction is classified into two terms ; bond-stretching and bond-bending. Relative values of the coefficients of these two terms for each transition metal disilicide indicate the directionality of the inter-atomic bonding. The directionality of inter-atomic interaction in the materials with the C11_b structure is the strongest one, and that in the materials with the C40 structure are classified into two groups. The strength of TiSi_2 is located at the middle position between the two groups of the C40 structure. For the next step, we have performed the X-ray analysis to refine the crystallographic parameters of these compounds. The analysis indicates that the position of silicon atoms in the materials are slightly displaced from the position compiled in the data book. The displacement is associated with the anisotropic inter-atomic interactions of Si-Si and Si-TM.This is clearly demonstrated from the electron distribution maps which are constructed from the measured intensities of the diffraction by the maximum entropy method.

  • Point-defect properties and diffusion mechanism in intermetallic compounds of L1_2 type
    KOIWA Masahiro, NAKAJIMA Hideo, TANAKA Katsushi, NUMAKURA Hiroshi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Scientific Research (B), KYOTO UNIVERSITY, 1996 - 1997
    We have studied the properties of point defects and diffusion behavior in A_3B itermetallic compounds of L1_2 ordered structure, Ni_3Al, Ni_3Ga and Ni_3Ge. 1.The formation energies and migration energies of vacncies and substitutional defects in Ni_3Al, as well as other quantities characterzing the defect properties, have been calculated by computer simulation, using an improved set of inter-atomic potntials for Ni_3Al. 2.Positron annihilation experiments have been carried out to determine the formation energy of vacancies in Ni_3Ga. It is in the range between 1.7 and 1.8eV. 3.The tracer-diffusion coefficients of the constituent elements have been measured for Ni_3Ga and Ni_3Ge over a wide temperature range. The diffusivity of Ni is close to the self-diffusivity in pure Ni. The diffusion coefficient of Ga in Ni_3Ga is about 1/2 times that of Ni, whereas the diffusion coefficient of Ge in Ni_3Ge is less more than two orders of magnitude smaller than that of Ni. 4.Chemical diffusion coefficient has been measured for the three compounds by single-phase interdiffusion experiments. The chemical diffusion coefficient increases with increasing the concentration of the minor element (B in A_3B), the dependency being the strongest in Ni_3Ge. 5.The thermodynamic factor in chemical diffusion has been formulated in the framework of the pairwise interaction model for the thermodynamics of ordered alloys. By analysing experimental data of thermodynamic activity, the thermodynamic factor for Ni_3Al has been evaluated, and using this value the diffusivity of Al in Ni_3Al has been estimated to be about 1/3 times the diffusivity of Ni. 6.A model for the atomic diffusion processes in these materials has been proposed : the diffusion of both species of A atoms, A and B,occur in the sublattice of atoms via ordinary vacancy mechanism. The model can account for the oberved magnitudes of the diffusion coefficients and their variations with composition.

  • 金属シリサイドの弾性特性とその温度依存性
    田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 京都大学, 1996 - 1996
    本研究では純Si,CoSi_2,WSi_2,VSi_2,MoSi_2,TiSi_2の弾性率の測定を行う予定であったが,時間的な制約からMoSi_2(Cll_b)およびTiSi_2(C54)の単結晶弾性定数の測定を4K〜1373Kの温度範囲で行った.これらの遷移金属シリサイドの弾性的性質に共通することは,ポアソン比が0.2以下と非常に小さいことであり,これは格子内部における結合の方向性が強いことを示唆している. 一方,これら遷移金属シリサイドを構成する機何的な原子配列の類似性に着目し,全ての独立な弾性定数を,各種変形に対応した最近接原子間距離の変化と結合角の変化の2つのパラメータで表す試みを行った.その結果,Cll_b,C40,C54と異なった結晶構造をとる遷移金属シリサイドの弾性的性質が,その独立な弾性定数の個数(それぞれ6個,5個,9個)によらず,すべての結晶構造に共通な2つのパラメータで良く記述されることが明らかとなった.このことは,これらの物質の弾性異方性の違いがほとんど内部の原子配列の違い(原子層間のスタッキングの違い)に依っており,原子種の違いによる原子間結合の強さ,方向性の違いによる効果は極わずかなものであることを示している. またこの解析の結果,弾性率の温度変化は結合角に依存する部分の軟化が大きく,熱振動による原子位置のボケが大きく温度変化に寄与していることが明らかとなった. 以上の結果は1997年4月に開催される「高温における金属間化合物に関する国際会議」で発表されるとともに投稿論文としてまとめられる予定である.

  • 高温下における金属間化合物の弾性挙動
    小岩 昌宏, 田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 重点領域研究, 重点領域研究, 京都大学, 1994 - 1994
    1.測定精度の向上 直方体共振法による弾性率測定では、コンピュータによる共振周波数の計算精度と試料を直方体に整形する際の理想的な直方体形状からのずれの2点が測定精度全体の大きな割合を占めている。近年のコンピュータの著しい発達により、高精度の計算を短時間で行うことができるようになり、試料の整形のずれが大きな誤差の要因となっていた。今回新たに購入した研磨機とゴニオメータとを組み合わせて用いることによって、従来の方法より簡単に高精度の試料を作成することが可能となった。その結果、理論的に計算された共振周波数と実測値はほとんど一致するようになった。また、同一組成の試料を2個用意し、それぞれ独立に弾性率の測定を行った結果、誤差の大きいものでも約1%程度と、数mm角の試料から非常に高精度の弾性率測定が行われていることが確かめられた。 2.高温弾性特性の測定 上記のように本方法における弾性率の測定精度を確認した後、Ni3Geに対して弾性率の温度依存性の測定を行った。本金属間化合物は、以前の測定において弾性異方性の温度変化に異常が見られた系である。精度の高い今回の測定においても同様の異常が見られ、さらにその異常の観察される温度が組成によって変化するという新たな知見を得ることができた。

  • 直方体共振法による低対称性物質の弾性率測定
    田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 京都大学, 1994 - 1994
    1.振動モードの測定 共振時の直方体試料の両端点における変位を直接測定する装置を新たに設計、製作した。この新しい原理に基づく装置を用いて、すでに数値解析により変位の対称性が分かっている試料に対して実験的に変位の対称性の測定を行った結果、両者は一致し本装置によって試料の両端点における変位の対称性、すなわち振動モードの決定を実験的に行うことができることを確認した。 2.Ti_3Alの弾性率測定 本方法による振動モードの決定によって、従来は直方体共振法のみによってはその測定が実質的に不可能であるとされてきた六方晶の弾性率測定が可能となった。Ti_3Alは次世代高温構造材料として期待されている物質であり、その弾性率の値を多くの研究者が必要としているにも拘わらず未だその測定がなされていなかった六方晶の物質である。本試料の直方体への整形には新たに購入したダイアモンド噴霧器を用いることによって整形精度を高める工夫を行った。この物質に対して本方法による弾性率の測定を試みた結果、世界で初めてこの物質の弾性率の値を決定することができた。求められた弾性異方性は純チタンのそれに比較的近く、特に際だった特徴は見ることができなかったが、ポアソン比は比較的小さな値であった。これは金属間化合物の結合の方向性を反映しているものと思われる。

  • 金属間化合物の非化学量論性と弾性特性
    小岩 昌宏, 田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 重点領域研究, 重点領域研究, 京都大学, 1993 - 1993
    液体ヘリウム温度における弾性率測定装置の製作 液体ヘリウム温度での弾性率を効率良く測定するため、温度変化および試料交換が容易な連続フロー型クライオスタットCF-1200(オックスフォード・インストゥルメンツ社製)を設備備品として購入した。また、このクライオスタットに合わせて、試料セルを新たに設計、製作した。現在、京都大学極低温センターのヘリウム液化機の運転が停止しているため十分なテストが行えていないが、いくつかの金属間化合物の極低温における弾性率の値が明らかになりつつある。 非化学量論性と弾性特性との関連 いくつかの第3元素を添加したNi_3(Al,X)について弾性率測定を行った。組成による違いを議論する前に、同一組成の試料を用いて直方体共振法の測定精度について検討を行った。その結果、ほとんどの測定値は0.5%以内のばらつきの範囲に入っていることが分かった。特にC_<44>については誤差のほとんどが密度の誤差から生じており、密度が正しく測定されれば0.1%程度の誤差しか生じないことが明かとなった。他の弾性率については密度の他に試料の直方体からの僅かなずれが誤差の要因であった。これについても、さらに正確な直方体形状に試料を加工することによって精度の向上が期待できる。 組成の違いによる弾性率の違いは極く小さなものであるようで、残念ながら今回の測定では上記の測定誤差のなかに入ってしまい、系統的な結論を出すには至らなかった。X線回折による格子定数の測定などによって密度を正確に導きだせば、上記の測定誤差をかなり小さくすることが可能である。非化学量論性と弾性特性との関連を明らかにするためには、今後このような点も考慮に入れて、さらに正確な測定を行う必要がある。

  • 金属間化合物の高温弾性特性
    小岩 昌宏, 田中 克志, 沼倉 宏
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 重点領域研究, 重点領域研究, 京都大学, 1992 - 1992
    1000℃近傍までの高温における単結晶の弾性定数測定装置を製作し、種々の金属間化合物について測定を行った。用いる試料は、一辺が2mm程度の直方体であり、種々の固有振動を励起し、その共振振動数の値から弾性定数をもとめる。振動の励起と検出には圧電素子をトランスデューサーとして使用する。常温近傍の測定は、圧電素子と試料が直接接触する配置で行うが、高温測定の場合には、アルミナ・ロッドを振動伝達棒として用い、その末端近傍に圧電素子を接着した。この方式では、共振スペクトルが振動伝達棒の共振の影響を受けるため、試料自体の共振振動を弁別するのに熟練を要し、解析に時間がかかるが、圧電素子自体は加熱されないため、広範な温度域での測定が可能となる。 立方晶の場合、独立な弾性定数はC_<11>、C_<12>、C_<44>であるが、共振スペクトルから弾性定数をもとめる際には、C_<44>とポアソン比ν、異方性因子Aを変数としてえらび、あらかじめ、νとAの種々の組合せについて期待されるスペクトルを計算しておき、実測スペクトルをこれらと比較して近似的な値をもとめ、内挿により正確な値を決定した。 上記の装置および解析方式により、Ni基のLl_2型化合物i_3X(X=Mu,Fe,Al,Ga,Ge,Si)について、80K〜1200Kにおける弾性定数をもとめた。これらの化合物の弾性的性質は、確子定数の大きさと関連があること、Ni_3Geの弾性異方性Aは温度の上昇とともに低下するが、400℃近傍で最小値を示したのち増加すること、など興味ある結果が得られた。

  • メゾスコピックスケールの不均一組織による弾性の変化の解明
    田中 克志
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 京都大学, 1992 - 1992

  • The construction of a prototype apparatus for measurement of elastic constants with small specimen
    KOIWA Masahiro, MAEZONO Akikazu, TANAKA Katsushi, NUMAKURA Hiroshi
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B), Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B), KYOTO UNIVERSITY, 1991 - 1992
    The elastic constants are fundamental material constants. Measurements of single crystal elastic constants have been usually performed by ultrasonic techniques, which essentially measure the velocity of elastic waves propagating in a material ; the specimen size required is typically about 10mm in length. It is not always easy to obtain single crystal specimens of such a size, in particular of "new materials". The alternative method which allows the use of smaller specimens is the rectangular parallelepiped resonance (RPR) method. In the RPR method, the measurement of the resonance spectrum is relatively easy, but the analysis of the spectrum to derive the elastic constants is laborious. We have developed a systematic and efficient method of analysis of the resonance spectrum valid for cubic symmetry crystals. The new method allows the analysis by a conventional personal computer. We apply the method to determine of the elastic constants of several intermetallic compounds in wide temperature range, from 77K to 1200K.The resonance frequencies in such a wide temperature range are obtained by a newly constructed apparatus. In the conventional method, the analysis of the RPR spectrum is made without any information on the vibrational mode of each resonance peak. To overcome this essential shortcoming, we have attempted to determine the resonance mode of each resonance peak by measurement of the symmetry of the deformation of the specimen. A new apparatus with two transducers to detect the displacements has been constructed, and used successfully to determine the vibrational mode.

  • Elastic properties of crystal lattice
    Competitive research funding

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