準周期構造中の水素拡散

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550471
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 市村 稔 茨城大学, 工学部, 助教授 (20007636)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠嶋 妥 茨城大学, 工学部, 助手 (80187137) ; 今林 守 茨城大学, 工学部, 教授 (10007601)
• Keywords: 準結晶 / 水素拡散係数 / 水素溶解度 / 真空中固相抽出法 / モンテカルロ法 / フィボナッチ列 / ペンロ-ズパタン / トレ-サ-原子

Research Abstract

平成2年度は、昭和63年度、平成元年度に引き続いて、AlーCuーFe系準結晶を真空中高周波溶解炉にて溶解ー炉冷することにより作製し、真空中固相抽出法により準結晶における水素拡散係数と水素溶解度を求めた。同時に、モンテカルロ法によって1次元フィボナッチ列、2次元ペンロ-ズパタンにおけるトレ-サ-原子の拡散係数を理論的に求め、その特異な構造に起因する拡散原子の振舞いについて考察した。
AlーCuーFe準結晶における水素の拡散挙動に関して次の結論を得た。
(1)Al_<65>Cu_<20>Fe_<15>準結晶合金は真空溶解よりはむしろ不活性ガス雰囲気中で溶解作製する方が欠陥の少ない鋳塊を得ることができる。
(2)300ー600℃において本合金系の水素の拡散係数は、純アルミニウム、純銅、純鉄に比べより低い値をとる。
(3)試料中の準結晶相の割合が多いほど水素の拡散係数は低下する。
(4)600℃の水素溶解度は、準結晶相が多いほど大きくなる。
フィボナッチ列の拡散挙動について次の事が言える。
(1)一次元準結晶モデルのトレ-サ-拡散係数の、温度低下に伴う低下は、二次系全率固溶体よりも一次元準結晶の方が顕著である。
(2)二元系全率固溶体及び一次元準結晶モデルの二つのポテンシャル値の比を大きくするにつれ、どちらのトレ-サ-拡散係数も低下する。この場合も、拡散性の低下は一次元準結晶モデルの方が著しい。
二次元ペンロ-ズパタンに関する拡散挙動については次の結論を得た。
(1)トレ-サ-原子が一個の場合、二次元ペンロ-ズ格子のトレ-サ-拡散係数は0.9をとり、六角形格子モデルに比べ低下した。
(2)トレ-サ-粒子の濃度依存性は、六角形格子モデルも二次元ペンロ-ズ格子も同じ傾向を示した。なお、原子間相互作用の影響は、二次元ペンロ-ズ格子より六角形格子モデルの方に顕著に現われた。

Research Products

• [Publications] Y.Sasajima et al.: "Computer Simulation of Quasicrystal Growth" Forma. 5. 43-50 (1990)
• [Publications] 篠嶋 妥 市村 稔 今林 守他1名: "AlーCuーFe準結晶における水素挙動" 日本金属学会秋期大会.
• [Publications] 篠嶋 妥 市村 稔 今林 守 他1名: "ペンロ-ズ格子上の拡散のシミュレ-ション" 日本金属学会秋期大会.