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原子空孔制御による金属間化合物表面のナノ自己パターンニングと材料機能

研究課題

研究課題/領域番号 16360339
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関東北大学

研究代表者

吉見 享祐  東北大学, 大学院環境科学研究科, 助教授 (80230803)

研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2005年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2004年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
キーワード金属間化合物 / 原子空孔 / 急冷凝固 / 単結晶 / FeAl / NiAl / ナノポアー / CoAl / 自己組織化 / ナノ金微粒子 / TiCo / 水素吸蔵合金
研究概要

本研究では、Ni-42,46,50at%Alの組成を有する金属間化合物の急冷凝固薄帯を作製し、薄帯中に凍結された過飽和空孔濃度の決定ならびに時効熱処理による過飽和空孔の自己組織化挙動の調査を行った。得られた急冷凝固薄帯のX線回折パターンを解析することによって、格子定数の精密化を行った。また各急冷凝固薄帯の密度を、定容積膨張法にて測定した。得られた格子定数と密度の値から、各組成の急冷凝固薄帯中に凍結された過飽和空孔の濃度を決定した。その結果、過飽和空孔濃度は明瞭な組成依存性を示すことがわかった。次いで、各組成の急冷凝固薄帯に対して973Kもしくは1073K、10時間の時効熱処理を行い、薄帯表面の形態の変化を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。その結果、N-42at%Alでは時効熱処理による表面形態の明瞭な変化は観察されなかったが、Ni-46at%AlとNi-50at%Alでは薄帯表面でナノスケールの微小なポアーの生成が確認された。ポアー密度は、Ni-46at%Alに比べてNi-50at%Alの方が明らかに高いが、いずれの場合も、時効温度の上昇によるポアー密度の顕著な変化は見られなかった。以上のことから、NiAl金属間化合物でも、FeAl金属間化合物同様、過飽和空孔の凝集によりナノポーラス表面が形成されることが明らかとなった。
そこでさらに本研究では、Ni-50at%Al金属間化合物の単結晶を用いて、1673Kからの急冷によって凍結された過飽和熱空孔の自己組織化挙動を調査した。その結果、NiAl金属間化合物の表面に生成するナノポアーは、晶壁面を{011}面としており、そのためFeAl金属間化合物とは異なるナノポーラス表面形態となることがわかった。また、NiAl金属間化合物でもFeAl金属間化合物同様、急冷温度、時効温度、時効時間によってポアーサイズ、密度等が変化することが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (17件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] ナノポーラス金属材料とボトムアップ型ナノ組織制御2007

    • 著者名/発表者名
      吉見 享祐
    • 雑誌名

      日本金属学会報まてりあ 46・3

      ページ: 220-224

    • NAID

      10018736116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoporous Metallic Materials and Nanostructure Control by Bottom-up Technology2007

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yoshimi
    • 雑誌名

      Materia Japan 46,3

      ページ: 220-224

    • NAID

      10018736116

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ナノポーラス金属材料とボトムアップ型ナノ組織制御2007

    • 著者名/発表者名
      吉見享祐
    • 雑誌名

      日本金属学会報まてりあ 46・3

      ページ: 220-224

    • NAID

      10018736116

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Nanoscale Surface Self-Patterning of FeAl Single Crystals by Vacancy Absorption Process2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimi et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89・7

      ページ: 73110-73110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 原子空孔を利用したB2型金属間化合物のナノ表面形態とナノテンプレートへの応用2006

    • 著者名/発表者名
      吉見 享祐
    • 雑誌名

      金属 76・7

      ページ: 769-774

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Meso-Structure Controlling of B2-Type FeAl by Vacancy Absorption Process2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimi
    • 雑誌名

      Proceedings of 15^<th> International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials

      ページ: 317-330

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoscale Surface Self-Patterning of FeAl Single Crystals by Vacancy Absorption Process2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimi et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89,7

      ページ: 73110-73110

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoscale Surface Morphology in B2-type Intermetallic Compound Formed by Atomic Vacancies and Their Application to Nanotemplates2006

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yoshimi
    • 雑誌名

      Kinzoku 76,7

      ページ: 769-774

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Meso-Structure Controlling of B2-Type FeAl by Vacancy Absorption Process2006

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yoshimi
    • 雑誌名

      Proceedings of 15^<th> International Symposium on Processing and Fabrication of Advanced Materials

      ページ: 317-330

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nanoscale Surface Self-Patterning of FeAl Single Crsytals by Vacancy Absorption Process2006

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshimi et al.
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89・7

      ページ: 73110-73110

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 原子空孔を利用したB2型金属間化合物のナノ表面形態とナノテンプレートへの応用2006

    • 著者名/発表者名
      吉見享祐
    • 雑誌名

      金属 76・7

      ページ: 769-774

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Analysis of Lattice Defects in LaNi_52006

    • 著者名/発表者名
      Rysuke Nakamura
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 413

      ページ: 211-213

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Vacancy Clustering and Relaxation Behavior in Rapidly Solidified B2 FeAl Ribbons2005

    • 著者名/発表者名
      Tomohide Haraguchi
    • 雑誌名

      Acta Metallurgica 52・13

      ページ: 3725-3764

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Surface Mesostructure Change of B2-type FeAl Single Crystals by Condensation of Supersaturated Thermal Vacancies2005

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yoshimi et al.
    • 雑誌名

      Philosophical Magazine Vol.85

      ページ: 331-344

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Substructure Development in Rapidly Solidified B2-type TiCo Ribbons2005

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yoshimi et al.
    • 雑誌名

      Materials Science Forum Vol.475-479

      ページ: 849-852

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Heat Treatments on Microstructure of Rapidly Solidified TiCo Ribbons2005

    • 著者名/発表者名
      Kyosuke Yoshimi et al.
    • 雑誌名

      MRS Symposium Proceedings Vol.842(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal Analysis of Relaxation Processes of Supersaturated Vacancies in B2-type Aluminides2005

    • 著者名/発表者名
      Ryusuke Nakamura et al.
    • 雑誌名

      MRS Symposium Proceedings Vol.842(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] ナノマテリアル工学大系 第2巻 ナノ金属2006

    • 著者名/発表者名
      吉見 享祐
    • 総ページ数
      914
    • 出版者
      フジ・テクノシステム
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] ナノコンポジットマテリアル2005

    • 著者名/発表者名
      吉見 享祐
    • 総ページ数
      363
    • 出版者
      フロンティア出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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