アトムプローブによる金属間化合物中の添加元素の合金挙動の解明

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04239203
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 宝野 和博 東北大学, 金研, 助手 (60229151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): S.S.BABU バブ 東北大学, 金研, 助手 (30241574) ; 桜井 利夫 東北大学, 金研, 教授 (20143539)
• Keywords: 金属間化合物 / アトムプローブ / 電界イオン顕微鏡

Research Abstract

金属間化合物に種々の合金元素を加えることにより、機械的ならびに化学的特性を改善する試みが盛んに行なわれているが、これらの元素が諸特性をどのように変化させるのかを理解するためには金属間化合物の規則格子中での第三次素の占有サイトを決定することと,これらの元素の粒界での偏析挙動を理解することが重要である。そこで我々はアトムプローブというユニークな手法を用いて幾つかの金属間化合物中の第三元素のサイト占有率を決定した.またアトムプローブは極めて高い分析の空間分解能を有するので、粒界を解析すれば他の手法では成しえない高度な定量分析を行なうことが出来る。そこでアトムプローブにより粒界偏析の検証も試みた.
本年度は種々の第三元素を加えたNi_3Al,Ni_3Ge,Ni_3(Si,Ti)中の金属間化合物中の置換型添加元素の占有サイト、粒界での組成変化ならびに侵入型添加元素の粒界での偏析をアトムプローブFIMを用いて原子レベルで解析した。装置は一昨年我々が金研において開発したエネルギー補償型飛行時間型アトムプローブFIMを用いた。この装置は針状に調製した試料表面でイオン化される原子を質量分析するもので、個々の原子を観察することが出来るのと同時にこれらの原子種を同定出来るという究極的な空間解能を有する超微細領域分析装置である。この装置を用いて金属間化合物の任意の結晶面において一原子層毎の組成せ決定することにより金属間化合物中に加えられた置換型第三元素の占有位置を定量的に決定することができた。さらにNi_3(Si,Ti)合金中の粒界を解析し,0.1ppm程度ドープされたBが粒界に偏析していることを確認した.

Research Products

• [Publications] K.Hono,A.Chiba,T.Sakurai,S.Hanada: "Determination of site occupation probability of Cu in Ni_3Al by atom-probe field ion microswpy" Acta Metall.Mater.40. 419-425 (1992)
• [Publications] K.Hono,H.Numakura,I.A.Szabo,A.Chiba,T.Sakurai: "Determination of site preference of Cu and Ge in Ni_3Al." Surf.Sci.266. 358-363 (1992)