水素吸蔵によるアモルファス合金の新しい作製法と物性に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62604511
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 増本 健 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20005854)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00161571) ; 青木 清 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70124542)
• Keywords: 水素 / 金属間化合物 / アモルファス / 磁気的性質 / 構造解析 / ラーベス相

Research Abstract

本研究は従来とは全く異なる発想のもとに計画されたもので, 室温付近で結晶性金属に水素を吸蔵させることによってアモルファス合金を作製し, 新しい機能を持つ材料を作り出すことを目的として行い, 得られた主な結果は以下のように要約される.
1.アモルファス化する合金の探索とアモルファス相の形成条件 C15構造のラーベス相RNi_2(Rは希土類元素)水素吸蔵により室温近傍でアモルファスになるアモルファス化するには合金が(i)水素との親和力の強い元素を含み, (ii)水素原子の占有位置がエネルギー的に不利な結晶構造をとり, (iii)融点が低いか, あるいは融点まで安定に存在しないことが必要である.
2.X線構造解析
水素の吸蔵によってアモルファス化したa-GdFe_2H_3およびa-CeFe_2H_3合金のX線構造解析を行い, アモルファス構造を取ることが確認された. 通常のアモルファス合金と比べると, Fe原子ガクラスターしている傾向が強く, 液体テレルと類似する構造をとることが分った.
3.アモルファス化の過程と機構
水素はラーベス相にほとんど固溶せず, 水素の導入とともに結晶中にアモルファス化した領域が核生成し, 成長する. 水素原子はラーベス相よりアモルファス相中で安定に存在できるため, 拡散が容易となる中間温度領域で系全体のエネルギーを下げるように金属原子の再配列が起りアモルファス化する.
4.磁気的性質
水素吸蔵によってアモルファス化したa-CeFe_2H_3合金とスパッタ法で作製した合金に同一量の水素を吸蔵させた合金の磁気的性質はほぼ等しい. この合金では水素は磁化の強さとキューリー温度をともに高める作用がある.

Research Products

• [Publications] K.Aoki, T.Yamamoto and T.Masumoto: Scripta Metallurgica. 21. 27-31 (1987)
• [Publications] K.Chattopadyhay, K.Aoki and T.Masumoto: Scripta Metallurgica. 21. 365-369 (1987)
• [Publications] K.Aoki, T.Yamamoto, Y.Satoh,K.Fukamichi and T.Masumoto: Acta Metallurgica. 35. 2665-2470 (1987)
• [Publications] E.Matsubara,Y.Ohzora,Y.Waseda,K.Aoki,K.Fukamichi and T.Masumot: Z. Naturforschung. 42A. 582-586 (1987)
• [Publications] K.Aoki,M.Nagano,A.Yanagitani and T.Masumoto: J. Apply Physics. 62. 3314-3317 (1987)