リチウム(Li)固体電解質薄膜の研究は、過去数十年に渡り幅広い用途に拡大している。電池用途では車載用の全固体電池や薄膜型イオン電池への応用が期待されている。全固体電池は、航空機の動力システムやウェラブルデバイスなど、安全性が重視される用途にも有望である。しかし、固体中でイオ...

650℃で圧力の異なる水蒸気･亜臨界水･超臨界水中における9Cr鋼と18Cr鋼の酸化挙動を調査した。酸化皮膜厚さの時間変化から酸化速度定数の圧力依存性を求めた結果、圧力の増加に伴い両鋼の酸化速度定数は一様に低下した。低下の度合いは9Cr鋼が大きく、水蒸気中では両鋼の酸化速度...

日本高圧力学会誌「高圧力の科学と技術」の巻頭言として、試料合成の楽しみ方、重要性について述べた。

日本産業規格（JIS, Japanese Industrial Standards）で規定されている大気暴露試験として、直接暴露試験、遮蔽暴露試験、ガラス越し暴露試験、ブラックボックス暴露試験について概説するとともに、大気暴露試験で得られるデータの活用例について紹介した。活...

接合によって得られる界面は，特に異種材料間では，接合（表面改質）手法により初期表面の化学的・物理的構造が異なるため，異なるタイプの傾斜構造が経時的に形成される．最近は，この傾斜構造を積極的に制御し，長期信頼性向上など，接合達成以外の機能を発現させ，機能性架橋層として設計する...

新たな機能性ポリマーを探索する手段として、人工知能（AI）を活用するポリマー・インフォマティクスが注目されている。本稿では、ポリマー・インフォマティクスに求められる、情報科学、データベース、AI ツール、自動合成・評価・プロセス技術、オートメーション化などを俯瞰するとともに...

This review focuses on our results on the fabrication of large-area patterning of tin oxide suspensions by the "micromolding in capillary...

　炭化水素–水界面の二枚のリン脂質単分子膜を接近させると、二重膜が生じる。リン脂質二重膜の電気的測定では、この原理を利用する場合が多い。炭化水素を用いると、安定な膜を簡単に作製することができる。しかし、炭化水素が膜に混入する可能性がある。 　我々は、油水界面に吸着したリン...

近年，新しい種類の構造材料としてハイエントロピー合金(HEA)が注目を集めている．HEA は典型的には5 種類以上の元素から構成される合金であり，高い混合エントロピーに起因した固溶状態の形成により，優れた特性を発現すると期待されている．特に，中野らによって報告されているTi...

研究データ管理において保持するデータの再利用を促すためには, そのデータに関するメタデータの記述充実度や検索妥当性が重要になる. 高い研究専門性になる程, データ記述で利用される語彙やデータ構造は概念上の特化が進むため, その概念が持つ意味合いを反映した問合せ処理の実現が必...

オペランド水素顕微鏡を使用して、バナジウム膜を通過する水素の透過を可視化した。初めての試みであるため、実験条件等の最適化を行い、その結果、透過水素の分布と二次電子顕微鏡で観察されるバナジウム粒子の形状との間に良好な相関があることを発見した。詳細な解析には追加の計測や時間がか...

現在、原型炉設計合同特別チームでは、第 2 回中間チェックアンドレビューに向け原型炉概念を設計中である。昨今の炉の小型化、コスト低減の機運を受けて、原型炉設計合同特別チームの活動の⼀環として「原型炉 TF コイル⼨法検討会」を⽴ち上げ、製作メーカを含め「製作が⾒通せる」原型...

特集：日本接着学会創立 60 周年記念号での構造接着・精密接着研究会の紹介

光を物質に照射し、放出される光電子を検出する、という一次光学過程に基づいた分光分析手法が光電子分光法である。物性実験系の研究をしていると、一度は触れたことがある分析手法といっても過言ではない。しかし、化学反応を分析するツールとしては一般的なものとは言い難い。本稿では、放射光...

自己治癒セラミックスは航空機エンジンなどの極限環境下で使用される部材の信頼性向上および機器保全に革新をもたらす新たな構造材料として注目されている。材料自身が、使用中に損傷を自己治癒し、強度・性能を自律的にかつ完全に回復することができれば、機器保全の大幅な合理化が可能となる。...

The development of tough, reusable adhesives is important but remains a major challenge, especially in water. A tough, reusable adhesive ...

日本から提案した，中空試験片を用いた簡便な高圧水素中の材料試験法のISO 7039 Metallic materials — Tensile testing — Method for evaluating the susceptibility of materials to...

NIMSでは、液化水素の製造、輸送・貯蔵、利用に関わる機器等の低コスト化の実現に資することを目的として、鉄鋼材料をはじめとした構造材料の液化水素を含む低温水素環境下での機械特性評価に関する研究開発として、「GI基金事業／大規模水素サプライチェーンの構築／液化水素関連機器の研...

本論文では、金属材料の塑性破壊メカニズムの解明に向けた微視的ひずみマッピングの最近の要求と発展について概説する。 最も堅実なひずみマッピング法である微小格子法が開発された後、様々な要求を持つひずみマッピング法が提案されている。 例えば、ひずみ精度、空間分解能、時間分解能、視...

There are a wide variety of measurement techniques that produce spectra as output datasets. Existing data analysis software and some open...

核融合炉や粒子加速器マグネットにおいて、Nb3Sn線材はキーコンポーネントであり、性能向上が切望されている。本研究ではその抑制につながる、Ti添加場所を検討するため、ラボラトリースケールの内部スズ法Nb3Sn多芯線材を作製して、Nb3Sn層形成および超電導特性に与える影響を...

近年、Nb3Sn 超電導線材の高性能化への要望は、高エネルギー加速器、核融合炉などの高磁場マグネット応用においてますます高まっている。本研究では、内部スズ法をベースに、Cu 母材への Zn および Mg添加効果、および Ti の添加場所の効果を調べた。

SPS法は、高緻密なバルクセラミックス、とりわけ難焼結材料の緻密化に広く利用されているが、その急速加熱によりもたらされる短時間焼結により、緻密化に加え、組織の粗大化を抑制したナノ組織のセラミックス焼結体の創成にも非常に有効であることが報告されている。近年、この緻密化と細粒組...

The effects of C and N on solid solution strengthening and grain refinement strengthening were quantitatively evaluated using various aus...

深層学習や生成A I（人工知能）といった先端的な機械学習が私たちの生活を大きく変容させている．その一方で，機械学習によって消費される電力やクラウドとの通信量は指数関数的に増加しており，深刻な社会問題となっている．従来型コンピュータを基盤とするシステムでは解決が困難であり，全...

細胞，細胞成長因子，および細胞足場材料を組み合わせて，けがや病気などによって機能が失われてしまった組織を再生する組織工学のアプローチが盛んに行われている．組織工学において，いかにして細胞の機能を制御し，より機能性が高い組織を再生することが非常に重要である．そのために，細胞の...

物質・材料研究機構が、株式会社竹中工務店、淡路マテリア株式会社との共同研究によって開発した、従来比10倍の低サイクル疲労寿命を有する新しい制振ダンパー合金を紹介する。

当研究グループにおける、生体内溶解性Mg合金のための水酸／炭酸アパタイト被膜の開発経緯とこれまでの生体外・生体内諸特性評価の結果について概説した。

電解液をセラミックの固体電解質に置き換えた全固体電池は、現在広く使われているリチウムイオン電池と比べ高い信頼性が期待されている。硫化物系の固体電解質を用いた全固体電池は、現行のリチウムイオン電池と同等、もしくはそれ以上のエネルギー密度、出力密度が見通せる程に研究開発が進んで...

The hydrothermal method can be used to synthesize high purity layered clay minerals. Experiential techniques for the hydrothermal synthes...

ゲノム編集が植物育種において非常に強力なツールであることは，既に広く認識されている．本稿ではシリコン製の針状材料，マイクロニードルアレイを用いて，タンパク質ベースのゲノム編集技術を植物に適用する方法について紹介する．具体的には，実用植物であるダイズの茎頂分裂組織を標的とした...

燃料電池分野の現状について私見を述べつつ、今後の展開の予想と必要な研究の方向性について概説し、この分野での研究者の研究テーマやキャリア形成について筆者の個人的な考えを述べる。燃料電池の研究は好きだが、研究者としてのキャリアや将来について不安な方にとってヒントになればと執筆し...

Aiming to further improve the temperature capability of superalloys for high-pressure disks of aircraft engines, we developed a new Ni-Co...

The effect of self-assembled barium titanate (BT) aggregates in polyvinylidene fluoride (PVDF) matrix on the α‐β phase transition was inv...

実験室の細胞培養において、液性因子の作用は、溶液中の当該分子の添加量をコントロールすることで達成されるが、ECMや周囲の細胞との相互作用を制御するのには一工夫が必要である。本節で紹介する細胞接着性を光制御できる培養基材はそのための一つの有効な手段である。基質との生化学的な相...

積層造形用ニッケル基耐熱合金をはじめ、世の中に存在する物質･材料は、元素や化学組成の潜在的な組み合わせの数が極めて多く、専門家の知識と従来の実験的な手法だけでは、このような広い空間を系統的かつ効率的に調査することはほとんど不可能である。本研究では、材料組成とプロセス条件から...

This paper presents the effect of P addition on the corrosion resistance of steels before and after rust formation. Electrochemical measu...

現在の原型炉TFコイルはITERのTFコイルより1.5倍大きく、原型炉発電の早期実現等の観点からも製作性が懸念される。そこで、原型炉設計合同特別チームの活動の一環として、メーカを中心とした国内専門家による「原型炉TFコイル寸法検討会」を立ち上げ、製作メーカを含め「製作できる...

中赤外帯域における物質固有の分子振動は，分析化学における基本現象として，物質同定や微量分子の検出に利用される．一方，赤外分光における透過光と分子の相互作用は一般的に小さく，微量な検体や表面吸着分子などの検出には困難が伴う．これまでに，金属ナノ構造の電場増強効果を利用した表面...

Nb3Sn超電導線材は、次世代粒子加速器や原型炉用マグネットの候補線材となっている。これらの装置では、数千トンに及ぶ物量のNb3Sn線材が必要であり、高臨界電流密度化だけでなく、線材コストパフォーマンス改善も重要な課題である。コストパフォーマンスは、ワイヤーのデザインと伸線...

TiはNb3Snの高磁場特性を向上させる添加元素として広く知られている。内部スズ法Nb3Sn線材では、Ti添加場所としてSn芯、Nb芯、Cuマトリクスの３通りが考えられる。前回、Sn芯およびCuマトリクスへのTi添加を主に調査し、CuにTiを添加することで、SnおよびTi拡...

Nb/Sn拡散反応へのTi添加は，Nb3Sn線材の上部臨界磁場(Bc2)を向上させることで知られる。しかし，Sn相へのTi添加はNb/Sn界面でのNbSnTiCu化合物形成を促し，これがNb3Sn層形成時のSnの拡散障壁となりうる。この化合物を不安定化させ，Ti添加時におい...

近年注目されている三次元積層造形法により作製した材料を高温・高圧部材に適用するためには，そのクリープ特性評価が必要である。高効率火力発電プラントのボイラ配管等で広く用いられている改良9Cr-1Mo鋼をレーザー粉末床溶融結合法（LPBF）により作製し，クリープ試験を実施した結...

エネルギー・環境問題は地球規模で緊急を要する共通課題であり、その解決に向けて様々な取り組みが行われています。材料開発分野においても、エネルギー・環境問題に資する高性能材料の探索が精力的に進められてきました。しかしながら、従来型の手法では非常に長い研究開発期間を要することから...

市販のRE123系高温超伝導線材を基材として、液体窒素温度で動作可能な磁束トランスデバイスを作製した。切り紙手法を用いた幾何的な構造により、継ぎ目のない超伝導ループ線を構築できたが、この方法は大口径のコイル作製およびマルチターンコイルの作製に拡張が可能である。この手法を適用...

安全な水の確保は依然として世界的な重要課題である。インフラ整備が困難な地域における汚染水処理技術として、ろ材を用いたPoU（Point of Use）の浄水技術が期待される。本研究では、微生物に汚染された水を浄化する機能を有するフィルターとして、連続気孔構造を有する多孔質ハ...

B無添加と0.1％B添加のTi–27.5Al–13Nb合金の微視組織を，フルラメラ組織，または等軸α2 相とラメラ組織からなるDuplex 組織に制御し，砂時計型試験片を用いてHCF 試験とVHCF試験を行った．比較のため，B無添加と0.1％B添加のTi–6Al–4V 合金...

The article summarizes the research and development of magnetic refrigeration for hydrogen liquefaction, and the Active Magnetic Regenera...

1180MPa級リサイクル鋼板の突き合わせレーザ溶接継手に対して，軸負荷及び曲げ負荷の疲労試験を実施した結果，以下の特性が明らかになった． (1)母材（酸洗まま）の10^7回未破断応力は，応力比R=－1では軸負荷，曲げ負荷ともに450MPaであった．また，R=0の曲げ疲労...

1180MPa級リサイクル鋼板の突き合わせレーザ溶接継手の疲労破面を解析し，破壊メカニズムを解明した結果，以下のことが明らかになった． ●母材（酸洗まま）の10^7回未破断応力は，応力比R=－1は軸負荷，曲げ負荷ともに450MPaであった．また，曲げ疲労試験のR=0の10...

筆頭著者が第37回ダイヤモンドシンポジウムにて講演奨励賞を受賞した際の解説記事であり、ホウ素ドープダイヤモンドを電極としたダイヤモンドアンビルセルの動作原理などを解説している。

多種多様な薄膜作製が可能な独自に開発したコンビナトリアルスパッタ法(COSCOS) を用いて、MgSiSn系薄膜のナノ構造制御を試みた。超格子構造からのアニールにより、複雑なナノ構造を創製することができた。その材料は、熱伝導率の低減、ゼーベック係数の増大が起こり、無次元性...

原子レベルでの酸化物作製技術が進歩し、急峻な界面を有する薄膜や異種材料を接合したヘテロ構造を作製することが可能になったことにより、酸化物薄膜の界面やヘテロ構造が新しい物性や機能特性の発現の場として注目されている。このような遷移金属酸化物薄膜の界面やヘテロ構造が示す機能特性...

本研究では，冷間圧延および二相域焼鈍を施したFe-5Mn-0.1C鋼を対象に，リューダース変 形中のマルチスケールな変形不均一性，優先変形サイト，ならびにオーステナイトの塑性変形機構を明らかにすることを試みる。

本研究では、高品質単結晶ｎ型ダイヤモンド半導体成長技術をベースに、n型チャネルダイヤモンドMOSFETの形成に成功したので紹介する。

Ti-6Al-4Nb-4Zr (mass％) を選択的レーザー溶融（SLM）法により種々の積層条件で作製し、SLMプロセスとその後の熱処理による組織変化を調べた。そして、SLMによって作製された特異な組織が、高温圧縮強度とクリープ特性に及ぼす影響を明らかにした。急冷条件下で...

本章では、高負荷構造物の補修や補強に接着接合された繊維複合材料を使用する方法について説明する。主に、疲労き裂や機械的損傷を受けた金属製または複合材料製の一次構造のパッチ修理に焦点を当てているが、要求の厳しい非航空機の修理や他のタイプの損傷にも同様に適用できる。 接着修理パ...

本論文は過去に報告した下記４報の論文についての総説であり、 独自に開発したオペランドXPSおよびAFMにより、 全固体電池配置のシリコン負極にリチウムが挿入・脱離する反応をその場観察した結果について解説している。 R. Endo, T. Ohnishi, K. Tak...

粒界や異相界面，双晶界面などの金属材料中の界面は，金属材料の微視的変形機構，破壊機構を介して巨視的な力学特性に影響を与える．本稿では金属粒界近傍での変形と力学応答に関するナノスケール解析について，原子シミュレーションを主として紹介する．

放電プラズマ焼結について概説し、その急速加熱の窒化物ナノセラミックスの焼結に活用について、窒化ケイ素と窒化アルミニウムを例に解説した。この材料はいずれも液相焼結により高密度化させるため、気孔が残留せずに高密度化を達成するためには、液相生成を考慮した加熱が必要であることを窒化...

火山地帯の深部に存在する超臨界状態の地熱流体を利用して発電する超臨界地熱発電は、従来型の地熱発電よりも大きな発電出力が期待されることから、実現に向けて多くの研究が進んでいる。この発電の実現と運転時の信頼性向上には、坑井ケーシングに用いる金属材料の超臨界地熱流体による酸化や腐...

結晶の異方性を利用した酸化ガリウム半導体の微細加工技術について解説する。

X 線光電子分光法 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS) は, 試料表面の元素組成・化学状態を解析できる手法であり, 放射光施設での測定を中心に二次電池を含むエネルギーデバイスのその場・実働環境観察への 展開が進んでいる. 本稿で...

マテリアルズインフォマティクスに関して記載する

メタルレジストのEUV露光の反応メカニズムと大気中安定生に関して調べた結果を報告した。

「TurboRVB」は発表者が中心となって開発している第一原理量子モンテカルロ法の計算コードであり, 変分自由度の高い多体波動関数の最適化や, 物性推算の要衝となる微分量算定に強みを持つ. 本稿では, 材料科学分野の幅広い聴衆に向け, 第一原理量子モンテカルロ法の概略, D...

ヒトには五感として知られる感覚機能，すなわち視覚，聴覚，触覚，味覚，嗅覚が備わっており，我々はこれらを最大限活用しながら日々の生活をおくっている．五感の中でも視覚，聴覚，触覚に対する理解は特に進んでおり，その結果，これら感覚機能はカメラ，マイク，圧力センサなどの形で，既に人...

　データベースや機械学習等のインフォマティクス手法を物質・材料研究に活用する研究は、機械学習等の手法開発研究から、物質探索やプロセスパラメータ最適化、各種計測実験の高効率化、データマイニング等への活用と、既存の手法を活用した試みが主ではあるが、着実に物質・材料研究全般で広が...

最近の無機ナノシートの合成技術と展開について酸化グラフェン等を中心に紹介する。

2011 年の福島第一原子力発電所事故では，全交流電源喪失および最終ヒートシンクの喪失が致命的となり，ジルコニウム合金製被覆管と水との酸化発熱反応が，さらなる燃料温度の急上昇を誘引し，炉心損傷を引き起こしたと考えられている。廃炉作業は現在も続いており，それらがうまく進んだと...

This paper introduces CO2 recovery technology using PDMS rubber that is developed by the National Institute for Materials Science (NIMS)....

ホウ素ドープダイヤモンド金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）を平坦なダイヤモンドエピタキシャル層上に作製した。500℃のアニール前後の電気特性からトランジスタ動作を確認した。ドレイン電流と相互コンダクタンスの最大値は、これまでに報告されたホウ素ドープダイ...

近年、パーシステントホモロジー(PH)という数学的な枠組みによって、原子スケールからナノスケールといった幅広いスケールで材料構造情報の定量化が可能になった。PHでは、データ内の「穴」構造の生成・消滅のスケールとそれらの頻度を2次元ヒストグラムに示した、パーシステント図(PD...

PHは、データの「穴」構造を、その生成(birth)と消滅(death)の個数とスケールで定量的に表現する。我々は、このPH解析をナノ相分離構造のSTEM画像へ適用した。特に、不規則構造の解釈可能な特徴量を抽出し、これによる構造評価や物性との相関の理解を行った。 対象画像...

チタン合金は、チタン精錬やチタンに添加される主要な元素が高価であるという問題点がある。これを解決する方法として、安定供給可能かつ安価な元素である酸素を添加したTi-O合金が期待されている。本研究では、固溶酸素量の異なるTi-0.05、1.0、2.0 mass%O合金鋳造材の...

血管内皮増殖因子(VEGF)は血管新生を促進する分泌タンパク質であり，その中でもVEGF-Aは，血管内皮増殖因子受容体(VEGFR)-1およびVEGFR-2に結合し，VEGFシグナル伝達経路を活性化する重要な分子である．我々は，試験管内人工進化法の配列解析に低頻度配列でも配...

In orthopedics and oral surgery, clinical trials are being conducted to examine the reconstruction and regeneration of bone defects cause...

2050年カーボンニュートラル実現には再生可能エネルギー利用や水素エネルギー源の製造・貯蔵と利活用が必須であり、水素資源としての政策が世界的で活発に行われている。様々な水素製造法の中で再生可能エネルギーからのグリーン水素を製造する水電解技術や水素エネルギーを利活用し、CO2...

我々のグループではこれまでTi-Mo系合金を中心とした準安定β型チタン合金について加工熱処理による金属組織制御や変形機構の解明、機械的性質の向上といった研究に取り組んできた。本報ではそういった取組みのなかから、元素偏析や変形双晶といった従来あまり用いられてこなかった要素を利...

交流陽極酸化により形成したアルミナ皮膜に関しての紹介を行った。

ハードディスクドライブや磁気抵抗ランダムアクセスメモリに用いられる磁気記録材料には大きな垂直磁気異方性が求められる. 磁性層の磁化反転過程を計算するためには, 実効的な垂直磁気異方性磁場(PMA)とダンピング定数という2つの材料パラメータを用いたLLG方程式が利用されている...

変形によるオパール フォトニック結晶膜 (OPCFs) の色の変化は、デジタル画像相関 (DIC) 分析を使用して定量的に評価されました。 OPCF は 3 つの異なるゲージ形状の試験片に貼り付けられ、DIC 分析のために各試験片の反対側にランダム パターンが形成されました...

Mechanical properties of metallic glasses depend on their microstructure. Rejuvenation recently has attracted much attention because it i...

酸窒化ケイ素系ガラスの作製について紹介した。

ガラスや酸化物などのセラミックスを用いた日中放射冷却と放射熱電発電の最近の成果について、その背景も含めて概説した。

薄片は「はくへん」と読み、読んで字のごとく「薄いかけら、薄い切れ端」を意味する。地球科学、特に岩 石・鉱物学の分野では、鉱物・岩石を光を通すほど薄く(普通約0.03mm)した試料で、英語ではthin sectionと呼ぶ。薄片は、光学顕微鏡、特に偏光装置を備えた顕微鏡で観察...

単分子原子分解能時間分解電子顕微鏡法（SMART-EM法）により，有機，無機分子の動的な振る舞いを実時間の映像を通して研究できる「映像分子科学」の時代が到来した．単分子の動的挙動のSMART-EM観察では，動画の１フレームあたりの電子線量の不足が問題となる．我々はChamb...

鉄筋腐食を統一的に取り扱うための理論，実構造物で鉄筋腐食が生じた場合の調査方法や調査箇所の選定方法，鉄筋の腐食環境の推定方法などを分かりやすく整理した。その中でも、コンクリート環境下での鉄筋腐食の特徴として、酸素還元反応の特徴、第2鉄イオンの還元反応の特徴、アノード反応の特...

NIMS 5年の歩み

金属材料技術研究所、十年のあゆみ

金属材料技術研究所、15年のあゆみ. 1956-1971

金属材料技術研究所、三十年のあゆみ

金属材料技術研究所、二十年のあゆみ

金属材料技術研究所、目黒の思い出

NIMS 5年の歩み : 第二期中期計画（2006-2010年度）

無機材質研究所創立30周年記念誌

無機材質研究所十年史

金属材料技術研究所、五年のあゆみ

無機材質研究所二十年史

金属材料技術研究所筑波移転の記録