アモルファス、結晶クラスター集合体のナノ尺度構造と熱的安定性

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09045044
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 鈴木 謙爾 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 櫻井 正樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80235225) ; 柴田 薫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (60183836) ; 今野 豊彦 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90260447) ; 神山 智明 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90005926) ; 隅山 兼治 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (70101243)
• Keywords: アモルファス / ナノクラスター / グラニュラー物質 / カルコゲナイド / メカニカルミリング / 熱的安定性 / 光学的性質 / 磁気的性質

Research Abstract

アモルファスやナノ結晶集合体等の非平衡材料は、結晶材料にはみられない磁気特性、光学特性を示し、強度、耐蝕性にも優れている。本研究計画では、東北大学金属材料研究所とエジプト・アシウト大学物理学教室の研究者が研究交流、共同研究を行い、アモルファスやナノ結晶集合体材料の熱的安定性、磁気的緩和現象について検討した。
1)液体急冷法により作成した2元系As^xSe^<1-x>、Bi^xSe^<1-x>合金薄膜、3元系Ge^<20>Se^<60>Sb^<20>、As^<46>Te^<46>IN^8合金薄膜についてX線回折測定した結果、2元系薄膜はアモルファス相と結晶相が混在すること、3元系薄膜はアモルファス単相であり、示差熱分析の結果は何れも結晶化温度が500Kであることがわかった。本計画の目的に適した3元系薄膜について、透過電子顕微鏡により結晶化過程における薄膜の組織変化を観測し、500K以上の温度で急速に結晶粒が成長することがわかった。現在これら3元系薄膜について、アモルファス-結晶変態にともなう、光学反射・吸収スペクトルの変化を測定している。
2)イオンクラスタービーム法により、Fe/Auグラニュラー膜を作製し、磁化率およびメスバウアースペクトルを測定した。Feクラスターは超常磁性的な性質を有し、磁化率の周波数依存性から外挿した緩和時間の温度依存性と室温のメスバウァースペクトルの特性時間(10^<-8>_s)とがほぼ対応することが見出された。
3)メカニカルミリング法により作製した化合物、TiN、Al/SiCをプラズマ焼結し、真密度がほぼ100%で、機械的強度や硬度の高いナノ結晶耐熱材料の作製に成功した。

Research Products

• [Publications] M.Sherif E1-Eskandarany: "Synthesis of Full-Density Nanocrystalline Titanium Nitride Compacts by Plasma Activated Sintering of Mechanically Reacted Powder" Metall. & Mat.Trans.印刷中. (1998)
• [Publications] M.Sherif E1-Eskandarany: "Consolidation of Ball-Milled (A1-TM) -SiC (TM=Ti, Mo and Cu) Composite Powders by Plasma Activated Sintering" 粉体および粉末冶金. 44. 1143-1147 (1997)