金属組織の新たな4D観察法を開発

摘要

九州大学大学院工学研究院の戸田裕之教授らの研究グループは、大型放射光施設SPring-8を利用した、新しい金属組織の4D観察法を開発した。4Dとは、3Dに時間軸を加え3Dでの連続観察を可能にしたもので、この手法を用いると、金属に力が加わって変形し、やがては破壊に至る過程を詳細に経時観察できる。実際の現象はすべて4Dであるため、こうした評価が可能になれば、材料の研究開発が飛躍的に高度化すると期待される。金属に力を加えると徐々に変形し、やがては破壊に至る。通常、金属は多数の微小な結晶からなっており、従来、材料を研究開発するプロセスでは、この結晶の形を材料の2次元(2D)的に観察してきた。最近では、これを3次元(3D)で観察する手法も用いられ始めており、例えば、電子顕微鏡などで金属の組織を観察し、次に表面を研削して表面層をごくわずか除去、観察、このプロセスを数百回も繰り返してようやく1枚の3D画像を得る「シリアルセクショニング」という方法が知られている。しかし、この手法では試料を削ることにより徐々に破壊してしまうため、1枚の3D画像は得られるものの、材料が変化する過程を3Dで連続的に観察すること(4D観察)はできない。