拡散誘起再結晶を利用して界面性格を制御した拡散型相変態の反応挙動

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10136210
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 梶原 正憲 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (10161035)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 雅治 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (50161120)
• Keywords: 拡散型相変態 / 粒界移動 / 組織変化 / 全率固溶体 / 粒界拡散 / 拡散対

Research Abstract

過飽和固溶体相中の析出反応を利用した従来型の研究手法では困難であった拡散型相変態と界面・粒界移動に関する統一的な組織変化理論の構築に必要な基礎的知見の蓄積を目的として,拡散誘起再結晶(Diffusion Induced Rrcrystallization,略してDIR)をモデル反応として選定し,典型的な全率固溶二元合金系であるNi-Cu系に対しDIRにより生成する合金化微細結晶粒領域(DIR領域)の成長挙動を金属組織学および速度論の立場より実験的に観察した。すなわち,純度99.99%の純Cuおよび純度99.97%以上の純Niを溶解原料とし,O〜38mass%のCuを含むNi-Cu合金および0〜22mass%のNiを含むCu-Ni合金をk雰囲気中の高周波溶解法により溶製し,これらを組合わせてサンドイッチ状のCu/(Ni-Cu)/CuおよびNi/(Cu-Ni)/Ni拡散対等を作製し,723〜1123Kの温度範囲で最長144hの時効加熱処理を施した後,接合界面に垂直な面に沿って時効加熱拡散対を切断し切断面の金属組織を微分干渉型光学顕微鏡を用いて観察し接合界面に垂直な方向に沿った各成分の濃度分布をX線マイクロアナライザーにより定量した。その結果,上記の温度範囲では接合界面からNi相およびCu相に向かって組成の不連続に異なる微細結晶粒領域がDIRにより生成および成長するが,DIR領域は723〜823Kでは主にCu相側に向って成長し,873〜973KではCuおよびNi両相側に成長し,1023〜1173KではNi相側にのみ成長することを見い出した。また,DIR領域の厚さは反応時間のべき乗に比例して増加し,Cu母相のNi濃度およびNi母相のCu濃度が増加するとDIR領域の成長速度が減少することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Y.Yamamoto and M.Kajihara: "Quantitative Analysis of Observations on Diffusion Induced Grain Boundary Migration for Random Boundaries in the Cu(Zn)System using a Driving Force Model" Acta Materialia. (印刷中). (1999)
• [Publications] M.Moriyama,Y.Yamamoto,M.Saitoh and M.Kajihara: "Microstructure Observations for Diffusion Induced Recrystallization and Diffusion Induced Grain Boundary Migration on Surfaces of Zincified Cu Bicrystals with[110]Twist Boundaries" Interface Science. (印刷中). (1999)
• [Publications] Y.Yamamoto,M.Moriyama,M.Kajihara and T.Mori: "Kinetics of Diffusion Induced Grain Boundary Migration of[100]Twist Boundaries in the Cu(Zu)System" Acta Materialia. (印刷中). (1999)