チョクラルスキー法によるZn-Mg-RE系I相準結晶の作製と、その物性の評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750588
• Research Institution: Himeji Institute of Technology
• Principal Investigator: 横山 嘉彦 姫路工業大学, 工学部, 助手 (00261511)
• Keywords: チョクラルスキー法 / 凖結晶 / Icosahedral相(正20面体相) / フェイゾンフリー単結晶

Research Abstract

準結晶の物性研究において、その準周期構造特有のフェイゾン歪と物性との関係を明らかにする必要がある。特に、フェイゾン歪を全く含まないフェイゾンフリーの単結晶は物性研究に無くてはならない物である。そこで、本研究では、Zn-Mg-RE系の良質な単準結晶を育成する前に、すでに状態図を詳細に調べたAl-Cu-Fe系においてフェイゾンフリーの単結晶育成を試みた。結果として、固液界面での溶質濃度の分配が大きくても育成速度を制御することによって良質な単準結晶準結晶の育成が可能であることが分かった。しかし、状態図上に於いて目的相に疑似相や相変態および温度変化による化学量論性の変化がないことが重要である。Al-Cu-Fe系ではチョクラルスキー法を用い、育成速度を充分遅くすることが重要な因子であった。Zn-Mg-Re系に於いては、坩堝からの汚染がひどく、良質な単準結晶を育成するために、帯溶融法や、セルフクルーシブル法を検討し、幾度か予備実験を行っているが、育成装置等の問題もあり未だに成功には至っていない。ブリッジマン法をもちいることでZn-Mg-Y系に於いては、種結晶用に直径2-3mmの大きな単結晶の育成に成功している。しかしながら現段階では本単結晶は、完全な単相ではなく、内部に筋状のW相(Zn2Mg)を含んでいる。本合金系は元素の著しい高音酸化や揮発による成分変化に対する対応など、実験方法に於いて改善すべき点が多く存在する。現在これらの問題に対応する新しい育成方法を試作しており、Zn-Mg-Re系の液相からの直接育成は可能になるものと考えている。

Research Products

• [Publications] Y.Yokoyama et al.: "Preparation of Lang Grained Al_<64>Cu_<23>Fe_<13> Icosahedral"Mater. Trans. JIM. 41・7. 668-674 (2000)
• [Publications] Y.Yokoyama et al.: "Growth of a Single Al_<64>Cu_<23>Fe_<13> Icosahedral Quasicrystal"Mater. Trans. JIM. 41・11. 1583-1588 (2000)
• [Publications] Y.Yokoyama et al.: "Production of Single Al_<64>Cu_<23>Fe_<13> Icosahedral Quasicrystal"Material Science and Engineering. 294・296. 68-73 (2000)