結晶構造の予測と制御

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04239103
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 鈴木 朝夫 北海道大学, 工学部, 教授 (80016782)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 毛利 哲夫 北海道大学, 工学部, 助教授 (20182157) ; 森永 正彦 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50126950) ; 中山 豊 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90081364)
• Keywords: 金属間化合物 / 相安定性 / 合金設計 / 状態図 / 第一原理計算 / 機械的性質 / 熱伝導率

Research Abstract

金属間化合物を実用材料として広く使用するためには,(1)結晶構造が自在に制御され得ること,(2)相安定性が明らかにされていることが将来的には必要である.上の2点の長期的ビジョンに立ち,本年度は,金属間化合物の結晶構造制御と相安定性を実験と理論の両面から評価することを目的として以下の成果を得た.
多元系の金属間化合物を作成するにあたり,それぞれの元素粉末から反応拡散法を利用して合成する手法を確立した.近年,高純度金属粉末を入手できるようになったことから,多くの系について任意の組成を持つ合金を純度良く作成することが可能になった.合金の組成精度が向上したことにより,従来の状態図には定義されていない新たな相の存在を明らかにし,これをも含めた新たな状態図を発表した.また,L1_2型の結晶構造を持つAl-Cr-Ti三元系金属間化合物の延性向上にはCr量の増加が非常に有効であることを明らかにした.
理論的アプローチによる結晶構造の予測ならびに構造マップの構築においては,特にアルミナイドとシリサイドに着目し,その電子構造計算を行った.電子構造の計算においては,第一原理計算を導入した.そして,各合金系における構成原子間の結合状態を反映するパラメータを導出し,アルミナイドとシリサイドの精密な構造マップを作成した.
B2型の結晶構造を持つ2元系金属間化合物の熱伝導率を測定,系統化した.すなわち,計20種類のアルミノイド,チタノイドの熱伝導率の構造元素の依存性,化学量論組成からのズレ依存性を調査した.いずれの合金系においても,化学量論組成において熱伝導率は最も高く,組成のズレに伴い単調に減少する.

Research Products

• [Publications] 鈴木 朝夫: "Ni-Al-Cu3元組成領域β相における化学量論組成" (発表予定).
• [Publications] 鈴木 朝夫: "各種B2型金属間化合物の熱伝導率" (発表予定).
• [Publications] 鈴木 朝夫: "B2型金属間化合物AgMgの機械的諸特性" (発表予定).
• [Publications] 毛利 哲夫: "fcc希薄固溶体の変形応力に関する理論的考察" (発表予定).
• [Publications] 毛利 哲夫: "fcc二元合金における原子の局所配列と局所変位のコンピューターシミュレーション" (発表予定).
• [Publications] 毛利 哲夫: "Au-Pd,Ni-Pt及びCo-PtにおけるDisorder-L1_0相平衡の理論的考察" (発表予定).