マルテンサイト核生成過程の研究

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02402045
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 鈴木 哲郎 筑波大学, 物理工学系, 教授 (70045988)
• 研究分担者: 大嶋 建一 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (70109271) ; 大塚 和弘 筑波大学, 物質工学系, 教授 (50029881) ; 星野 力 筑波大学, 構造工学系, 教授 (30027130) ; 武野 正三 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (80027341)
• キーワード: 核生成待機時間 / X線回折 / 中性子回折 / マルテンサイト核 / ゴム状弾性 / 複合空格子点 / 部分的ソフト化 / フォノン分散関係

研究概要

従来核生成待機時間の研究には用いられなかったX線および中性子回折を手段として用い、これと精密な温度制御を組み合わせる事により、表面の欠陥などに左右されないマルテンサイト核生成に関する再現性のある信頼できる実験結果を得る事ができた。
合金金属の代表としてはIn-Tl合金を用い核生成過程をX線回折により精密な温度制御のもとに測定し、従来の通念とは異なり、Ms温度よりも高い温度でも、十分の待機時間をおけば核生成過程が起こる事をたしかめた。元素金属の代表としては、金属ナトリュウムにおけるマルテンサイト変態を主として中性子を用いて研究し、金属ナトリュウムにおいても、In-Tl合金の場合と同様に十分の待機時間をおけばMsより高い温度でも核生成が起こる事を確かめた。しかし、金属ナトリュウムでは、合金金属でみられる、マルテンサイト変態に先立つ格子波および弾性係数の部分的ソフト化は全くないことも再確認した。
これらの、元素金属と合金金属におけるマルテンサイト核生成過程を対比させた我々の実験結果は、核生成待機時間の存在が一次相転移としての根本的な特徴であって、従来マルテンサイト変態に先立つ部分的ソフト化は、むしろ合金金属だけに存在しえる特徴であるという作業仮設の検討を要求することになった。我々は、最近In-Tl合金を含む合金金属のマルテンサイト相でみられるゴム状弾性と云われる性質はこの合金中の複合空格子点によると云う提案を行なった。マルテンサイト相で複合空格子点が重要な役割をしているならば、母相でも重要な役割を演じていなければならない。母相中に乱れた分布をして、互いに弾性的相互作用をしている複合空格子点の合金金属の弾性係数の温度周波数依存性ならびにフォノン分散関係への影響を緊急に調べる必要性が本研究の成果とし出てきた。

研究成果

• [文献書誌] H.Abe,K.Ohshima,T.Suzuki,S.Hoshino and K.Kakurai: "Neutron-scattering study of metallic sodium" Physical Review B. 49. 3739-3745 (1994)
• [文献書誌] N.Toyoshima,K.Harada,H.Abe,K.Ohshima,T.Suzuki,M.Wuttig and R.Finlayson: "X-ray Diffraction study of Martensitic Phase Transition in In-23at%Tl Alloy." Journal of Physical Society of Japan. 63(印刷中). (1994)
• [文献書誌] T.Suzuki and K.Osuka: "Role of Higher-Order Elastic Maleili in Large Elastic Finite Defomatior" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 2252-2255 (19)
• [文献書誌] M.Inohara and T.Suzuki: "Measurement of Elastic Moduli by Rectangular Parallelepiped Resonance Metal II" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 2238-2242 (1993)
• [文献書誌] T.Suzuki,H.Abe,K.Ohshima,S.Hoshino and K.Kakurai: "Martensitic Transformation in Sodium Single Crystals" Proceedings of IUMRS. (印刷中). (1994)