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量子ビームによる金属表面アモルファス化と金属ガラス表面改質に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18029001
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

永田 晋二  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40208012)

研究分担者 土屋 文  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90302215)
四竈 樹男 (四竃 樹男)  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30196365)
藤 健太郎  東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40344717)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
キーワード金属ガラス / アモルファス / イオン注入 / ガンマ線 / 中性子線 / スパッタリング / 電子線
研究概要

本年度は、バルク金属ガラス材に加え、RFマグネトロンスパッタ法を用いて作製した薄膜試料におけるイオン注入効果に注目した研究を進めるとともに、バルク試料におけるCo60ガンマ線照射効果および原子炉中性子照射効果について検討を行った。室温で作成したZrNiAlCu薄膜はX線回折ではリボン材と同様なブロードピークを示すが、SEMによる断面観察では柱状組織が確認された。試料面に垂直方向からAgイオンを1×10^<20>/m^2注入すると、より微細な組織へと変化する。二体衝突によるモンテカルロ計算では、薄膜構成原子と基板原子との双方で原子の混合が起こることが予想されるが、RBS分析によるとSi基板の場合にはSi原子の薄膜合金への流入はほとんどみられず、Zr,Ni,Cuなどの薄膜構成原子は反跳によって基板方向への混合が起きていることがわかった。また、薄膜へのイオン注入で現れる析出物は、照射量とともにサイズおよび数が変化する。Pイオン注入の場合は照射量が増加するにつれそのサイズが大きくなる一方で、数は減少する。金属ガラス試料の温度に対する電気伝導度曲線にはガラス転移および結晶化に対応すると考えられる温度で折れ曲が観測された。400kGyまでのガンマ線照射では結晶化に由来すると思われる変曲点の温度はほとんど変化しない。一方、ガラス転移によると思われる変曲点の温度は照射量とともに減少する傾向がみられ、ガンマ線照射により過冷却液体領域が広がることを示唆する結果が得られた。原子炉照射による高速中性子束2×10^<23>n/m^2までの照射をおこなった結果、500K以下の照射温度では金属ガラスの機械的特性に変化は見られないが、570K以上の照射温度になると、結晶化温度が低下し、ビッカース硬さおよびヤング率の増加が観測される。このような脆化現象は照射初期にはじまるが、照射量の増加に伴う著しい劣化は起こらないことが明らかとなった。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Enhancement corrosion resistance in bulk metallic glass by ion implantation2008

    • 著者名/発表者名
      Q.K. Jiang, C.L. Qin, K. amiya, S. Nagata, A. Inoue ほか
    • 雑誌名

      Intermetallics 16

      ページ: 225-229

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Luminescence characteristics and defect formation in silica glasses under H and He ion irradiation.2007

    • 著者名/発表者名
      S. Nagata ほか
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Materials 367

      ページ: 1009-1013

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion irradiation effects on amorphization and thermal crystallization in Zr-Al-Ni-Cu alloyz2007

    • 著者名/発表者名
      S.Nagata ほか
    • 雑誌名

      Nuclear Instr. and Meth. in Phys. Res. B 257

      ページ: 420-423

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] ZrNiAlCu合金のイオンミキシング効果2007

    • 著者名/発表者名
      永田 晋二
    • 学会等名
      日本金属学会2007年秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 粒子線によるZr基金属ガラスの表面改質効果2007

    • 著者名/発表者名
      永田 晋二
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成19年度春季大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2007-06-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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