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空孔サイズの直接測定による金属ガラスの相安定化機構ならびに結晶化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16039213
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

白井 泰治  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20154354)

研究分担者 荒木 秀樹  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202749)
水野 正隆  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50324801)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2004年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワードアモルファス / 陽電子 / 陽電子寿命 / フリーボリューム
研究概要

昨年度研究を行った金属ガラスZr_<55>Al_5Cu_<10>Ni_<30>に続き、今年度は金属ガラスZr_<55>Al_<10>Cu_<30>Ni_5について研究を行った。金属ガラスZr_<55>Al1_0Cu_<30>Ni_5を20K、30minの等時焼鈍および結晶化温度付近での等温焼鈍を行い、結晶化過程の陽電子寿命測定を行った。陽電子線源には30μCiの^<22>Naを用い、fast-fasttiming coincidence systemにより室温で行った。また、あわせて、DSC、X線回折を行い、ガラス化および結晶化温度を決定した。金属ガラスZr_<55>Al_<10>Cu_<30>Ni_5のas-castでの陽電子寿命値は、測定の結果、170ピコ秒であることが判った。これに対して、構成元素である純Zr、純Al、純Cu、純Ni完全結晶中の陽電子寿命は、それぞれ、165、155、110、95ピコ秒と報告されている。一方、我々が第一原理計算により求めたZr_2Cu、Zr_2Ni完全結晶の陽電子寿命は、154、140ピコ秒であった。As-castの金属ガラスの陽電子寿命は、構成原子の完全結晶中の陽電子寿命、および、Zr_2Cu、Zr_2Ni完全結晶のいずれよりも大きい。陽電子は、電子の反粒子であり、電子と同じ静止質量およびスピンを持ち、反対符号の電荷、すなわち正の電荷を持つ。アモルファス中に陽電子が入射した場合、結晶材料と同様に、陽電子はイオンコアとのクーロン反発力によりイオンコアから離れた位置に存在する確率が高く、その位置でアモルファス材料中の電子と対消滅する。金属ガラスでは、自由体積が大きいため、消滅位置での電子密度は低く、陽電子寿命は長くなったと考えられる。言い換えると、陽電子寿命測定により、金属ガラス中の空孔サイズの直接測定に成功し、アモルファス合金の原子構造を定量的に明らかにし、それらと相安定化機構、結晶化機構との関係を明らかにできた。

報告書

(2件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (11件)

  • [雑誌論文] Zr_2Niの過冷却液体からの結晶化における電子状態の変化2005

    • 著者名/発表者名
      白井泰治他3名
    • 雑誌名

      DV-Xα研究協会会報 17

      ページ: 151-154

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of Mg Vacancy in MgO by Positron Lifetime Measurements and First-Principles Calculations2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai他4名
    • 雑誌名

      Defects and Diffusion in Ceramics-An Annual Retrospective 7

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] First Principles Calculation of Defect Structure in Non-stoichiometric CoAl and CoTi2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai他2名
    • 雑誌名

      Materials Transactions 46

      ページ: 1112-1116

    • NAID

      10016438253

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability and structures of constitutional defects in nonstoichiometric intermetallic compounds by first-principles calculations2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai他2名
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 475-479

      ページ: 3111-3114

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 陽電子消滅法によって調べた高張力鋼HT780の繰り返し軟化2005

    • 著者名/発表者名
      白井泰治他2名
    • 雑誌名

      鉄と鋼 91

      ページ: 403-407

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pre-Martensitic Phenomena of Thermoelastic Martensitic Transformation of NiTiCu Alloys Studied with Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai, 他3名
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 5

      ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Defect structure in non-stoichiometric CoTi with CsCl-type ordered structure2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai, 他3名
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 5

      ページ: 47-50

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fermi Surface of a Shape Memory Alloy of TiNi2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai, 他6名
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73巻・7号

      ページ: 1627-1630

    • NAID

      110001954864

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Theoretical Calculations of Positron Lifetimes for Metal Oxides2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai, 他2名
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45巻・7号

      ページ: 1964-1967

    • NAID

      10013336102

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] First-principles calculation of positron lifetimes of lattice defects induced by hydrogen absorption2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai, 他4名
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 172

      ページ: 149-153

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Positron annihilation study of formation of Mg vacancy in MgO2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Shirai, 他7名
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 445-446

      ページ: 153-155

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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