野北さんの研究内容紹介
研究内容
軽金属の鋳造凝固に関する研究および電子顕微鏡を使用した無機材料の微細組織評価
（研究内容のやさしい説明）
アルミニウムーシリコン合金やマグネシウム合金の鋳造、凝固と言っても一般の方にはピンと来ないと思われますが、その技術を使った製品は皆さん毎日手にしたり見かけているのです。アルミニウムーシリコン合金は昔から非常に一般的に使用される合金で、車のエンジンブロックやタイヤのアルミフォイールなどがわかりやすい製品例です。マグネシウム合金は最近需要が急激に増えてきたものです。ノートパソコンのケースや携帯電話も、薄くて軽く丈夫なマグネシウム合金が使われています。
これらの製品は鋳造されて作られています。鋳造とは鋳型（いがた）に融けた金属を流し込み、固まらせる（凝固させる）ことを言います。日本でもその技術は盛んで、キューポラのある街は中小の鋳造製品をつくる工場群のある街のことを指します。しかしながら、その鋳造凝固の技術はずっと「感と経験」の世界が支配しており、必ずしも学術的に確立した技術ではないのが現実のようです。オートメーションが進んだ現在でもこれらの鋳造製品を作るときには「す」ができたり気泡が入ったりしたまま金属が固まり、それが原因で製品が壊れやすくなることがあります。特に最近の不純物元素を含んだリサイクル材やマグネシウム合金の鋳造は難しく、その改善が望まれています。それら欠陥の発生メカニズムや原因を突き止め、欠陥を少なくするのが私の研究の目的の一つです。
私はオーストラリアに来るまでは、日本の電機メーカーの研究所で原子力材料の研究をしていました。対象となる材料はアルミニウムなどのような軽金属とは正反対の重金属でしたが、電子顕微鏡を使用しての微細組織や結晶構造等の解析の研究でしたので、現在、対象物は軽金属になりましたが、研究の方法やアウトプットの出し方等、共通する点が多く、（日本にいるときも英語で論文を書いていましたし、使用する電子顕微鏡も日本製のものも多い）オーストラリアに来ても特に戸惑うことはありませんでした。
（研究内容の更なる詳細）
現在、アルミニウム−シリコン亜共晶合金の共晶領域の凝固（核形成と成長）形態について、最新鋭の電子顕微鏡装置、Electron Back-Scatter Diffraction (EBSD) および高分解能分析透過型電子顕微鏡(FEG-TEM)を用いて結晶学的な手法を用いて調べています。さまざまな共晶改良元素や不純物元素を添加した上記合金の共晶領域の凝固形態を調べることで、気泡などの鋳造欠陥の形成とその分布を説明できるところまで研究が進みました。一例として、詳しい内容の論文が以下の日本金属学会の学術論文雑誌に掲載され、公開されているので、ご興味のある方はぜひご一読ください。こちらから。
過去一年間の論文
- K. Nogita and A. K. Dahle, "Eutectic growth mode in strontium, antimony and phosphorus modified hypoeutectic Al-Si foundry alloys", Materials Transactions, Vol. 42 (2001) in press.
- K. Nogita and A. K. Dahle, "Determination of eutectic solidification mode in Sr-modified hypoeutectic Al-Si alloys by EBSD", Materials Transactions, Vol. 42 (2001) 207-214.
- K. Nogita and A. K. Dahle, "Eutectic solidification in hypoeutectic Al-Si alloys: Electron back-scattering diffraction analysis", Materials Characterization, (2001) in press.
- A. K. Dahle, K. Nogita, J. W. Zindel, S. D. McDonald and L. M. Hogan, "Eutectic nucleation and growth in hypoeutectic Al-Si alloys", Metallurgical and Materials Transactions, (2001) in press.
- K. Minato, T. Shiratori, H. Serizawa, K. Hayashi, K. Une, K. Nogita, M. Hirai and M. Amaya, "Thermal conductivities of irradiated UO2 and (U,Gd)O2", Journal of Nuclear Materials, Vol. 288 (2001) 57-65.
- K. Une, K. Nogita, T. Shiratori and K. Hayashi, "Rim structure formation of isothermally irradiated UO2 fuel discs", Journal of Nuclear Materials, Vol. 288 (2001) 20-28.
- S. D. McDonald, K. Nogita, A. K. Dahle, J. A. Taylor and D. H. StJohn, "Eutectic solidification and porosity formation in Al-Si alloys: The role of strontium", AFS Transactions, Vol. 108 (2000) 463-470.
- K. Une, M. Hirai, K. Nogita, Y. Suzawa, K. Hayashi, K. Ito and Y. Etoh, "Effects of grain size and PCI restraint on the rim structure formation of UO2 fuels", Proc. of International Topical Meeting on Light Water Reactor Performance, Park City, Utah, 10th-13rd April (2000) 796-806.
- K. Une, M. Hirai, K. Nogita, T. Hosokawa, Y. Suzawa, S. Shimizu and Y. Etoh, "Rim structure formation and high burnup fuel behavior of large-grained UO2 fuels", Journal of Nuclear Materials, Vol. 278 (2000) 54-63.
- 受賞歴
- Preeminent Monograph Award, "Irradiation-induced microstructure change and fuel performance of high burnup LWR fuels", Awards of the Atomic Energy Society of Japan, March (2001).
- Electron microscopy related research award, "EBSD/TEM analysis of the eutectic nucleation and growth in hypoeutectic Al-Si alloys", Heisei 11th year The Kazato Research Foundation (Care of JEOL Ltd.), February (2000).
- A work to which honourable mention is awarded (runner-up), Class A, "Fission induced microstructural change in high burnup light water reactor fuel pellet", The 48th Metallography Contest, Japan Institute of Metals, Mtere2, 37, 5 (1998) p. 325.
- Promising Endeavor Award, (Award No. 2715), "Accumulation of Radiation Defects and Microstructural Change in High Burnup UO2 Fuel Pellets", Awards of the Atomic Energy Society of Japan, March (1995).
- A work to which honourable mention is awarded (runner-up), Class A, "TEM observation of fission gas bubbles in irradiated UO2 fuel pellet", The 44th Metallography Contest, Japan Institute of Metals, Mtere2, 33, 5 (1994) p. 500.
