物理的強制混合によって作製した非平衡相の中性子散乱によるナノスケール構造の観察

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04650597
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 古谷野 有 名古屋大学, 工学部, 助手 (00215419)
• 研究分担者: 水谷 宇一郎 名古屋大学, 工学部, 教授 (00072679)
• キーワード: メカニカルアロイング / 原子構造 / 電子構造 / 非混合系 / 混合系 / アモルファス / 準結晶 / 非平衡

研究概要

メカニカルアロイング(MA)法はアモルファス、準結晶や非平衡結晶を作製するために広く利用され始めている。しかし、その機構解明のために、原子レベルならびに電子物性の観点からの研究は非常に少ないのが現状である。本研究ではMAによる原子レベルの混合過程を原子配列の見地からまた原子同士の結合を見るために電子構造の観点から詳細に追及することを目的とする。さらにこれらの混合過程がそのおかれた環境(雰囲気、温度、投入エネルギー)によってどのように変わっていくかを明かにすることももう一つの目的である。
対象とした試料は混合エンタルピーが負の混合系ならびに混合エンタルピーが正の非混合系のものである。特に、本研究において非混合系のCu-Ta系においてもMAによってアモルファス化することが明らかにされた。そのアモルファス状態における原子構造は混合系のNi-Ta系のそれと比較した結果、非常に類似していることが明らかになった。また電子状態においても、非混合系においても原子レベルまで強制的に混合されると異なる原子種同士で混合系と同じ様な化学結合が生じていることが明らかとなった。窒素雰囲気下におけるMAにおいてはCr-Fe,Cr系においてアモルファス化が確認されるとともに窒素原子は6配位の空間にアモルファスを安定させながら存在することが明かとなった。また、非平衡系のCu-V系においても窒素雰囲気下のMAによってアモルファス化することが明らかとなった。アモルファス化は結晶化温度以下であれば環境温度を上げた方が速いこと、また投入エネルギーを大きくすることによって目的の状態に容易に到達することが明確となった。

研究成果

• [文献書誌] T.Fukunaga: "Structural Observation of Metastable Phases by MA in V-M(M=Fe,Cu)Systems" Material Science Forum(Trans Tech Pub.). 88/90. 663-670 (1992)
• [文献書誌] T.Fukunaga: "Chemical Short-Range Order Structure of Ni-Ti Neutron Zero Scattering Amorphous Powders Synthesized by MA" Material Science Forum(Trans Tech Pub.). 88/90. 325-332 (1992)
• [文献書誌] C.H.Lee: "Structural Evidence for the Amorphization of Mechanically Alloyed Cu-Ta Powders Studied by Neutron Diffraction" Material Science Forum(Trans Tech Pub.). 88/90. 399-406 (1992)
• [文献書誌] T.Fukunaga: "Nitrogen-Induced Amorphization due to Mechanical Alloying" Proc.4th Japan-Russia Sympo.on Mechanochemistry. 1. 69-74 (1992)
• [文献書誌] T.Fukunaga: "Chemical Short Range Structure of(Ti_<76>Ni_<24>)x(Ti_<70>Cu_<30>)_<1->x Neutron Zero Scattering Amorphous Alloys" J.Non-Cryst.Solids. 156/158. 120-124 (1993)
• [文献書誌] C.H.Lee: "Amorphization Process Induced by Mechanical Alloying in Immiscible Cu-Ta System" J.Phase Equilibria,14(1993)167-171. 14. 167-171 (1993)
• [文献書誌] U.Mizutani: "Acceleration Dependence of Formation of Quaicrystals and Amorphous Alloys by a High-Energy Planetary Ball Mill" J.Mat.Sci.Lett. 34. 629-632 (1993)
• [文献書誌] K.Suzuki: "Medium-range Structure Variations in the Solid State Amorphizing Transformation of Metallic Alloys by Mechanical Milling" J.Alloys Compounds. 194. 303-309 (1993)