近年、長周期積層構造型マグネシウム合金で発見されたキンク変形という特異な変形挙動を題材に、回位などの新たな視点から材料の変形と破壊についての基礎的議論を深めるとともに、キンク変形を利用した高強度構造材料の開発を進め、新しい材料研究領域の構築に展開していくことを目的とする。

　2015年から上記目的に基づいて活動を開始した本研究会では、毎年度、研究会を開催し、毎回3名程度の講師を招いて、キンク形成およびキンク強化に関わる最新の話題提供を受け、参加者のあいだで時間を惜しまず活発な議論を行った。活動期間中の研究会は、計8回開催された。2018年度からは、新学術領域研究『ミルフィーユ構造の材料科学』の研究活動と協働し、毎年秋の本会講演大会では、公募シンポジウム『ミルフィーユ構造の材料科学』をシリーズ開催した(計6回)。本公募シンポジウムでは、基調講演を含め、毎回、30件を超える多数の一般講演があり、活発な議論がなされた。また、2019年度から発足した軽金属学会の『LPSO/MFS構造材料研究部会』とも密接に連携を行い、学協会の垣根を越えた研究活動を展開した。活動期間後半(3年の延長、特例により1年延長)の2020年度には、新型コロナウイルス感染症蔓延の影響から、対面の活動が著しく制限されたものの、オンラインでの会合等に切り替え、研究会活動を継続した。研究活動終盤においては、本研究会活動の成果を公開する目的で、日本金属学会シンポジウムをハイブリッド形式で開催(2023年2月18日、東京工業大学)した。
　本研究会は、長周期積層構造(LPSO)型マグネシウム合金で見出されたキンク変形と、そのキンク形成に伴う顕著な合金強化挙動の発見を発端として活動を開始した。研究期間中盤からは、新学術領域研究との共創的活動によって、層状構造の概念をLPSO からミルフィーユ構造へと拡張・発展させ、マグネシウム合金のみならず、チタン合金やアルミニウム合金等の合金、MAX相 Ti 3 SiC 2に代表されるセラミックス、さらにはポリエチレンやポリプロピレン等の高分子材料にまで研究対象を大幅に拡大させることができた。分野の垣根を越えた共同研究を推進し、深い議論を重ねることにより、これら三大材料におけるキンク変形現象の普遍性を明らかにするとともに、キンク変形を着眼点として、個々の材料の力学特性を再認識する成果を得ることができた。
　金属材料におけるキンク変形そのものは、1940年代から知られた現象で、一般には巨視的な座屈現象として捉えられてきたため、材料強化とは逆の強度劣化因子として扱われてきた。しかし、本研究会活動を通じて、LPSO マグネシウム合金のみならず、他のミルフィーユ構造を持つ合金でもキンク導入によって合金強化が図れることが見出されたことは大きな成果となった。キンク変形が塑性変形の担い手となり、かつ、ミクロな破壊起点を作らずに変形が進行することがキンクによる強化を得るための必須条件となることが明らかとなった。これにより、キンクに対する既存概念を覆し、キンクを材料強化に積極的に活用する新たな材料設計の方向性を見出した。
　本研究会活動においては、ミルフィーユ構造を持つ材料におけるキンク形成およびキンク強化を理論的に説明する検討も進めた。マルテンサイト変態の現象論を洗練させた運動学的理論からは、キンク変形によって生ずるキンク界面での幾何学的適合条件から、割れの生じないキンク界面には回位発生を伴うことを定量的に示した。この結果は、LPSOマグネシウム合金を用いた実験により実証され、回位のフランクベクトルの実測にも成功している。また、微分幾何学を基礎として、転位論と回位論を統一的に扱うことにより、転位と回位の可換性を数学的に証明した。さらに、この新しい理論的枠組みで、回位の応力場解析およびフランクベクトルの定量化手法も確立させた。
　研究会活動の延長が認められた直後、いわゆるコロナ禍に見舞われ、対面での研究会や会合が一切不可能となったものの、オンラインでの活動に切り替えることで、研究そのものを中断させることなく、本研究会活動を終えることができた。長期にわたる研究活動の中では、当初予測しなかった室温におけるキンク界面移動現象を捉えるなど、今後の新たな研究展開に結びつくような新奇現象も見出すことができた。
　最後に、本研究会活動に対し、多大なるご支援をくださった会員諸氏に深く感謝申し上げます。

日本金属学会誌へオーバービューとして投稿予定

　原子炉あるいは核融合炉材料に関連する様々な国内あるいは国際会議が開催され、その多くは最新の研究やトピックスなどのその時期に応じた研究成果の発表の場として位置づけられている。本研究会は、高エネルギー環境で使用される材料の研究開発に携わってきた研究者が抱いている材料の損傷、腐食、脆化などについて、基本的かつ根本的な疑問、懸念および問題点などを学術的に十分議論するための場として定義する。特に、材料の照射効果についてこれまでに得られている照射データベースに基づき、照射欠陥や照射損傷組織の形成の素過程、それらが材料の力学的性質や物理的・化学的性質に及ぼす影響について、また照射損傷過程に及ぼす環 境因子(雰囲気、温度、磁場、電場など)の影響について、より基礎的な視点から検討する。

　本研究会では、関連する様々な原子力・核融合炉材料の寿命決定因子に着目し、その影響評価における諸問題について議論する場を提供した。原子力・核融合炉材料の環境を考慮し、材料の「寿命」をこれまでに得られている照射効果データベースに基づき、照射欠陥や照射損傷組織の形成の素過程、それらが材料の力学的性質や物理的・化学的性質に及ぼす影響について、より基礎的な視点から議論を行った。具体的には、材料の寿命に係る照射効果機構、照射試験法、照射後の観察法、測定法や評価法ならびに計算模擬試験法などにおける問題点の抽出と精確な材料の寿命評価に向けた議論に絞った。研究対象材料としては、軽水炉構造材料(オーステ ナイト系ステンレス鋼)、高速炉構造材料(フェライト鋼)、核融合炉構造材料(フェライト・マルテンサイト鋼、SiC複合材料、タングステン材料、バナジウム材料)と多岐にわたり、各種材料の照射硬化、照射脆化、照射環境腐食、微細組織変化について、実験的かつ計算学的なアプローチから検討・議論された。また、将来の材料照射研究を担う若手人材育成を目的に大学院生や若手研究者を対象にポスターセッションを開催し、秀逸な研究発表に優秀ポスター賞を授与した。以下に、各年度で開催された研究会：「材料照射研究会」の活動状況を記す。

・2018/11/27～11/28「原子力材料と寿命評価」京都大
・2020/1/9～1/10「Irradiation 3.0に向けて」東北大
・2020年度 COVID-19感染拡大を懸念し開催断念
・2021/11/18～11/19「原子力イノベーションを見据えた材料開発研究」北海道大
・2022/12/7～12/9「Irradiation 3.0に向けて」仙台国際センター
・2023年度 主催者及び代表世話人の体調不良により開催断念

日本金属学会誌への投稿予定

　水素貯蔵・透過材料や燃料電池・蓄電池関連材料などの研究開発競争が世界的に激化しており、新たな料学的知見に立脚した研究開発指針の確立が望まれている。そのためには水素化物の新たな機能性の根源的探究や評価解折技術の高度化が不可欠であり、例えば中性子・放射光などの量子ビームを用いた局所構造・ダイナミクス解析などは水素化物の科学的知見を深化させる駆動力になることが期待される。そこで本研究会は、水素化物に関連する研究成果の社会への還元を目指し、本学会を中心とした研究者間の情報交換・研究協力体制をより強化しつつ水素化物の学術・応用展開の議論を深め、本分野の一層の活性化を図ることを目的として活動を行う。

　原則として年1回研究会を開催し、オーラルまたはポスターでの研究成果発表および議論を行った。下記に示す実績のとおり、合計8回開催し、毎回約30～40件の発表、45～67名の参加者があった。発表内容は、水素貯蔵・透過材料、水素利用技術、水素キャリア、固体イオニクス・電池関連材料、磁気特性、新たな評価手法開発など多岐にわたり、会員間での情報交換を行うとともにディスカッション・ポスターセッションの場で議論を深めた。また、本研究会では若手の研究奨励を目的として優秀なポスター発表に最優秀賞/優秀賞を授与し、若手研究者の育成にも寄与した。

*) ポスターに代わる発表形式として、プレゼン動画配信＋ショートプレゼンテーションを実施

研究成果はMaterials Transactions に合計26報の学術論文 として公表(2014年～2022年実績)。

　触媒はSDGsならびにカーボンニュートラル実現のためのキーマテリアルである。近年、脱貴金属化や貴金属代替合金触媒の開発は最重要課題になっている。触媒材料として金属・合金は古くから利用されている。特に、合金化による触媒性能の向上は枚挙に暇がない。しかし、意外なことにこれら合金化効果と触媒機能に関する原理・原則は未だ確立されていない。その最大の要因は、金属・合金触媒において金属学の視点で深く議論されることが無かったからである。そこで、本研究会では、金属・合金の触媒作用を金属学の観点から理解するとともに、新たな触媒材料の学理を構築し実際の調製法に繋げることを目的として設立された。金属材料分野を中心として幅広い分野(触媒化学、材料物性・解析、物性理論、表面・電気化学など)との融合を図り、研究者間での意見・情報交換、活発な討論を行うことを目指した。
　なお、本研究会は金属材料と触媒化学の研究者コミュニティーの交流を目指して2009年より活動してきた「触媒材料研究会」(2期計6年間:2009.03-2012.02(代表世話人:蔡安邦)、2012.03-2015.02(代表世話人:西村睦))が母体としてバルク型金属・合金触媒材料にフォーカスしその学理構築にこだわった比類のない金属学会ならではの活動を行ってきた。

本研究会では合計6回のミニシンポジウム等を企画・開催した。各シンポジウムの概要は以下の通りである。

① 公募シンポジウム(S2)「触媒材料の金属学」

第161回金属学会講演大会(北大)の2日目の平成29年9月7日(終日)に公募シンポジウムが開催した。本シンポジウムでは3つのトピックスを設定し、①新素材・材料:小嶋隆幸助教(東北大学際センター)、②新規触媒反応:古川森也准教授(北大触媒研)、③表面・理論:蔡安邦教授(東北大多元研)と有賀寛子助教(北大触媒研)にそれぞれ基調講演(含受賞講演)をして頂いた。また、一般応募講演が11件あり合計15件で企画時予想の通りにほぼ行われた。聴講者数は概ね40名程度で比較的盛況であった。

② ミニシンポジウム「箔型金属触媒の現状と可能性」

　本シンポジウムは、平成30年2月23日(13:30-17:00)にNIMS(つくば市)で開催した。NIMS 平野敏幸氏(「金属系モノリス触媒の現状と可能性」)、熊本大学町田正人氏(「オーバーレイヤー構造を有する金属箔触媒の設計とメタルハニカムへの応用」)、NIMS 許亜氏(「組成・組織制御による金属箔の触媒特性の向上」)に各講演を行って頂き、講演内容に対し参加者と活発な討論をおこなった。参加者は10名であった。

③ 第3回ミニシンポジウム「金属触媒材料のキャラクタリゼーション(1)」

　本シンポジウムは、平成30年12月14日(13:30-17:00)に東北大学東京分室(東京駅そば)で開催された。京都大学辻伸泰氏(「金属材料における集合組織形成とEBSD 解析―その原理と応用」)とNIMS 原徹氏(「電子顕微鏡による形態・組成評価の技術的進展―SEM での三次元観察とS/TEM での組成分析」)に各講演を行って頂き、研究会世話人(亀岡・許)からバルク型金属触媒材料に関する最近のトピックスを紹介し講演講師らと参加者との間で活発な総合討論をおこなった。参加者は10名(内学生2名)であった。

④ 第4回ミニシンポジウム「金属触媒材料研究の最前線:金属・触媒・表面科学の融合を目指して」

　本シンポジウムは、令和元年12月9日(13:30-17:20)に北大東京オフィス(東京駅そば)で開催された。慶応大学近藤寛氏(「金属触媒表面のin situ/オペランド計測」)、北海道大学古川森也氏(「金属反応場の精密設計―現状と展望―」)、東北大学小嶋隆幸氏(「ホイスラー合金の触媒特性」)、東京大学小安喜一郎氏(「金属クラスターの化学反応性を用いた分子の活性化」)、大阪大学森浩亮氏(「水素エネルギーの貯蔵・供給のための金属触媒ナノエンジニアリング」)に各講演を行って頂き、講演講師らと参加者との間で活発な総合討論をおこなった。参加者は13名であった。

⑤ 特別講演会「金属中の水素―拡散・透過、機械的性質への影響、触媒機能―」

　本特別講演会は、令和2年2月28日(16:00-17:15)に物材機構千現地区研究本館8階中セミナー室(つくば)で開催した。長年にわたり水素吸蔵合金材料を研究されてきた西村睦博士(エネルギー・環境材料研究拠点水素製造GL)に特別講演をして頂き、参加者との間で活発な議論が行われた。参加者は13名であった。

⑥ 第6回ミニシンポジウム「水素吸蔵合金と金属触媒材料の融合を目指して」

　本シンポジウムは、令和4年2月18日(13:30-17:00)にZoomオンラインで開催された。量研機構齋藤寛之氏(「水素化し難い金属から水素化物を創る―高温高圧法と放射光その場観察による新規水素化物探索研究」)、産総研浅野耕太氏(「水素吸蔵合金の高性能化・多機能化を発現するナノ材料学と触媒化学への期待」)、東北大附田良太氏(「Ni基水素吸蔵合金触媒の不飽和炭化水素の水素化特性」)に各講演を行って頂き、その後自由討論時間を設け講演講師3名と参加者との間で活発な意見交換が行われた。参加者総数は41名であった。

Materials Transactions 第64巻第10号(2023年)
特集号“Metallurgy for Advanced Catalytic Materials(触媒材料のための金属学)”