水素吸蔵によるアモルファス合金の新しい作製法と物性に関る研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01604509
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 増本 健 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20005854)
• 研究分担者: 潟岡 教行 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (90194761) ; 木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00161571) ; 青木 清 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70124542)
• キーワード: アモルファス / 非晶質 / 金属間化合物 / 希土類金属 / 準安定相 / 水素吸蔵 / 水素 / 構造

研究概要

本研究はアモルファス合金の新しい作製法に関するもので、水素の吸蔵により新しい機能材料を創製することを目的として行なわれた。本年度に得られた主な成果は以下のように要約される。
1.水素吸蔵によりアモルファス化する金属間化合物の探索
水素吸蔵による金属間化合物の構造変化を系統的に調べ、C15、C23、B8_2、D0_<19>、L1_2(fcc)構造を有する60種類以上の金属間化合物がアモルファス化することを見出した。このうちC15構造RM_2相のアモルファス化条件を、詳細に検討し、融点(あるいは分解温度)が約1600K以下、格子定数が0.71nm以下の化合物がアモルファス化することを明らかにした。これらの結果から、水素吸蔵によってアルモファス化する金属間化合物の必要条件として、(1)水素と親和力の強い元素を含む、(2)熱的に不安定、(3)水素が安定なサイトを占めることのできない結晶構造、(4)一定値以上の格子定数を取るーが導かれた。
2.水素吸蔵によりアモルファス化した合金の構造
水素吸蔵によりアモルファス化したa-Zr_3InH_4のX線構造因子Qi(Q)はアモルファス合金の特徴を明瞭に示す。超急冷合金に比べると、Qi(Q)曲線の振幅は大きく、高Q側まで振幅が続くことが特徴で、顕著な短範囲規則性の存在が示唆される。RDF曲線の解析から、この短範囲規則性はZrH_2の構造に類似することが示された。他方、a-GdM_2H_x(M=Fe、Co、Ni)のGd-M配位数は金属間化合物の相安定性の増大につれて大きくなる。したがって、相安定性の高い金属間化合物ほど、その水素誘起アモルファス合金中には、構成元素間に強い相関が存在すると結論される。

研究成果

• [文献書誌] K.Aoki,A.Yanagitani,T.Masumoto,and K.Chattopadhyay: "Formation and Crystallization of HydrogenーInduced Amorphous SmFe_2H_3、_3Alloy" J.Less-Common Metals. 147. 105-111 (1989)
• [文献書誌] A.Yanagitani,K.Aoki,T.Masumoto: "Crystallization of Amorphous GdFe_2H_x Alloys Prepared by Hydrogen Absorption" Sci.Rep.RITU. 147. 195-204
• [文献書誌] X.G.Li,K.Aoki,and T.Masumoto: "Hydrogen-Induced Amorphization of Nd_3Ga and Sm_3Ga Compounds with D0_<19> Structure" Sci.Rep.RITU,. A-34. 186-194 (1989)
• [文献書誌] 青木清,増本健: "水素吸蔵による金属間化合物の非晶質化" 日本金属学会報. 28. 803-809 (1989)
• [文献書誌] K.Aoki,X-G.Li,and T.Masumoto: "Pressure Dependence of Hydrogen-Induced Amorphization in C15 Laves Compound GdFe_2" Acta Metall.