プロチウム・金属ナノ結晶の新機能と原子レベル構造の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11135221
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 北野 保行 島根大学, 総合理工学部, 教授 (20033855)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒河 一渡 島根大学, 総合理工学部, 助手 (30294367) ; 田辺 栄司 広島県産業科学技術研究所, 研究員 ; 折茂 慎一 広島大学, 総合科学部, 助手 (40284129)
• Keywords: プロチウム吸蔵 / Mg-Ni系合金 / 電子顕微鏡 / Mg-Ni-Pd / Mg-Ni-Ti / Mg-Ni-Y / Mg-Ni-Hf / Mg-Ni-Zr

Research Abstract

金属合金のナノ構造化に伴うプロチウム-金属原子間の相互作用特性を調べるために、メカニカルアロイ(MA)処理し、ナノ結晶化あるいはアモルファス化した合金のプロチウム特性および電子顕微鏡組織を調べた。調べた合金はMg-Niを基礎にした、次に示す、三元系合金である。Mg_<0.5>Ni_<0.25>Pd_<0.25>、Mg_<0.33>Ni_<0.33>Ti_<0.33>、MgYNi_4、Mg_<0.25>Hf_<0.25>Ni_<0.5>、Mg_<0.25>Zi_<0.25>Ni_<0.5>、Mg_<0.375>Zr_<0.125>Ni_<0.5>。これらの合金はMg_2Ni,Niおよび第三元素のそれぞれ適量の粉末を出発原料として使用した。これらのMA処理試料は微粉末状態であり、TEM観察のための薄膜作成には、集束イオンビーム加工装置(FIB)を使用した。
プロチウム特性は、アモルファスMgNiの持つ特性を改善するには至らなかった。
TEM観察の結果、Mg_<0.5>Ni_<0.25>Pd_<0.25>においては、CsCl型結晶構造をもつ平均10mm以下の粒径を有するナノ結晶である。Mg_<0.33>Ni_<0.33>Ti_<0.33>においては、MgNiTiによる非晶質マトリックスと純マグネシウム金属の、強く塑性変形された析出物の混合である。MgYNi_4においては、AuBe_5型構造(C15型Laves相構造の規則構造)を有するナノ結晶である。平均粒径は5〜6mmである。773 k 20時間熱処理すると。粒径が8から9mmに成長する。Mg_<0.25>Hf_<0.25>Ni_<0.5>およびMg_<0.25>Zr_<0.25>Ni_<0.5>においては、一様な非晶質組織である。
これらの三元合金状態図は、未だ確立されていないが、それぞれ組み合わせた三種類の二元合金状態図から推測すると、十分なメカニカルアロイ法によって作製した合金は、ほぼ平衡状態に到達することが分かった。

Research Products

• [Publications] 北野 保行: "Hydriding Properties of the heat-treated MgNi alloys with nano-structural designed multybase"J.Alloys and Compounds. 293-295. 546-551 (1999)
• [Publications] 北野 保行: "Election Microcopy of MA-treated ternary alloys of MgNi-T system"Procedings of the 10th Japan-China Seminar on TEM. (to be published). (1999)
• [Publications] 北野 保行: "Electron Microscopy of an MA-treated ternary alloy Mg_<0.5>Ni_<0.25>Pd_<0.25>"Proceedings of EUREM2000. (to be published). (2000)
• [Publications] 北野 保行: "Electron microscopy of an MA treated terray alloy Mg_<0.33>Ni_<0.33>Ti_<0.33>"Proceedings of EUREM2000. (to be published). (2000)