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従来、材料の研究手法として、材料の組成を固定し温度を連続的に変化させて内部構造変化を追求することは、熱分析等を中心に古くから行われて来たが、温度を固定し組成を切れ目なく連続的に変化させて相分解を追求した研究はほとんどない。しかし、これが可能ならば相分解領域の決定や相分解機構の組成依存性など組成に依存する現象をより明確に解析することが出来る。本研究はこの新しい解析法として組成傾斜材料を利用する方法(組成傾斜時効法)を提案し、この手法を確立することによって組織形成過程の本質をつきとめようとするものである。本研究成果は以下のようにまとめられる。
1)Ni-VおよびNi-Mo合金において、その相分解領域について組成傾斜時効法に基づき検討した。その結果、1%以下の精度で相境界を定めることが出来た。特に本新手法では透過電子顕微鏡観察およびEDS分析より相境界を決定するので、電子線回折を併用することが可能であり、これは従来の相境界の決定法である拡散対法にはない利点である。
2)Cu-Ti合金の相分解挙動を組成傾斜時効法に基づき解析した結果、本手法によって、スピノ-ダル分解分解領域と核形成-成長型分解領域を組織学的に区別できることが明らかになった。さらに相分解後期のオストワルド成長過程の組織(組成傾斜内部)を画像解析することによって、析出粒子成長理論であるGibbs-Thomsonの関係式の粒子サイズに関する適用限界を実験的に初めて直接導出することが出来た。
3)Fe-Al合金のA2/B2規則-不規則変態点における組織変化を組成傾斜時効法に基づき解析した結果、Al濃度の低下に伴いA2/B2変態点に近づくにつれて、APBが多数導入された組織が観察され、濃度減少に伴う規則度の低下はAPBの導入によってまかなわれることが実験的に示唆された。
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