準結晶の構造と成長機構

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01630001
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 平賀 賢二 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30005912)
• 研究分担者: 増本 健 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20005854) ; 新宮 秀夫 京都大学, 工学部, 教授 (20026024) ; 美浜 和弘 名古屋大学, 工学部, 教授 (50023007) ; 田中 通義 東北大学, 理学部, 助教授 (90004291) ; 早稲田 嘉夫 東北大学, 選鉱精錬研究所, 教授 (00006058)
• キーワード: 準結晶 / 正20面体対称 / 5回対称 / アルミニウム基合金 / フェイゾン歪

研究概要

1.Alー(Fe、Ru、Os)ーCu合金において新しい準結晶安定相が発見された。この準結晶相は従来の準結晶に比較して良質で長距離の相関をもつ準結晶として世界中で注目を集めている。また、この準結晶は6次元空間の面心超立方格子で説明できる新しいタイプの準結晶であることが明らかにされた。
2.超急冷したAlーRuーCu準結晶において規則格子反射(面心超立方格子で解釈される)が消滅し、高温で熱処理することにより規則格子反射の出現が見いだされ、Alー(Fe、Ru、Os)ーCuは原子の規則配列を伴った準結晶であることが明らかにされた。
3.溶解した直後のAlー(Fe、Ru、Os)ーCu準結晶には,広い範囲で均質なフェイゾン歪みが現れ、それらが正20面体対称を壊し一方向に周期性をもたらすことが明らかになった。高温で熱処理することにより、フェイゾン歪みは消滅することが見いだされた。
4.AlーCuーTM(TM=遷移金属)系において準結晶および非晶質の生成領域を詳細に研究し、準結晶は価電子濃度e/aが1.6ー1.8の範囲で生成することを見いだした。
5.準結晶の原子配列は、正20面体対称をとる原子集団が単位として、それらがある一定の関係で3次元空間を埋めた構造であることが明らかにし、局所原子構造モデル提出した。
6.AlーFeーCu準結晶はメカニカルグライディングによって非晶質化することを見いだした。
7.AlーMn、AlーFe系において逐次蒸着法で準結晶が生成することを見いだした。

研究成果

• [文献書誌] E.Matsubara: "X-Ray Structural Study of Rapidly Quenched Al-Ge-Mn Alloys" Proceedings of the MRS Iuternational Meeting on Advanced Materials. 3. 291-296 (1988)
• [文献書誌] T.Okazaki: "Formation of Quasicrystalline Aluminium-Vanadium and Aluminium-Chromium Fine Particles by Gas-Evaporation Technique" Japanese Journal of Applied Physics. 28. 195-199 (1989)
• [文献書誌] M.Noro: "Growth of Al-Mu,Al-Cu-Fe and Al-Fe Quasicrystalline Films Prepared by Vacuum Deposition" Journal of Crystal Growth.
• [文献書誌] Y.Tanaka: "Structure of Al-Cu-Li Icosahedral Phase" MRS Int'l.Mtg.on Adv.Mats. 3. 347-352 (1989)
• [文献書誌] I.Kanazawa: "Time-Differential Perturbed-Angular-Correlation Study of alpha-Phase and Icosahedral Al-Mn-Si Alloys." Physical Review B. 40. 998-1002 (1989)
• [文献書誌] T.Kizuka: "Migration Stage of the Vacancylike Defects in Icosahedral Al_<74>Mn_<20>Si_6 by Positron-Annihilation Techniques" Physical Review B. 40. 796-798 (1989)
• [文献書誌] A.R.Kortan: "Stable Tenfold Faceted Single-Grain Decagonal Quasicrystals of Al_<65>Cu_<15>Co_<20>" Physical Review B. 40. 9397-9399 (1989)
• [文献書誌] K.Hiraga: "High-Resolution Electron Microscopy of Quasicrystals" Mat.Res.Sym.Proc.139. 125-134 (1989)
• [文献書誌] K.Hiraga: "Atomic Disordering in an Al-Ru-Cu Icosahedral Quasicrystal" Philosophical Magazine. 60. 201-205 (1989)
• [文献書誌] K.Hiraga: "Phason Strains and Periodicity in Al-Ru-Cu Icosahedral Quasicrystals" Japanese Journal of Applied Physics. 28. L1624-L1627 (1989)
• [文献書誌] D.Shindo: "Electron Channelling Effect in an Al-Fe-Cu Quasicrystal" Japanese Journal of Applied Physics. 28. L688-l689 (1989)
• [文献書誌] K.Hiraga: "Structural Differences between Al-Fe-Cu and Al-Li-Cu Quasicrystals Studied by High-Resolution Electron Microscopy" Japanese Journal of Applied Physics. 28. 2556-2560 (1989)
• [文献書誌] Y.Sakurai: "Atomic Structure of Icosahedral Al_6Mg_4Cu_1" Physical Review. 41. (1990)
• [文献書誌] N.K.Mukhopadhyay: "Rational Approximant Structures and Phason Strain in Icosahedral Quasicrystalline Phases" Acta Metallurgica.
• [文献書誌] An-Pang Tsai: "Icosahedral,Decagonal and Amorphous Phases in Al-Cu-M(M=Transition Metal)Systems" Materials Transactions,JIM. 30. 666-676 (1989)
• [文献書誌] Au-Pang Tsai: "A Stable Decagonal Quasicrystal in the Al-Cu-Co System" Materials Transactions,JIM. 30. 300-304 (1989)
• [文献書誌] An-Pang Tsai: "Kinetics of the Amorphous to Icosahedral Structure Transition in Al-Cu-V and Al-Mn-Si Alloys" Acta Metallurgica. 5. 1443-1449 (1989)
• [文献書誌] Au-Pang Tsai: "Preparation of a New Al-Cu-Ru Quasicrystal with Large Grain Sizes by Rapid Solidification" Journal of Materials Science Letters. 8. 253-256 (1989)