高分解能分析電子顕微鏡内その場実験による材料科学の研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06402048
• 研究種目: 一般研究(A)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 坂 公恭 名古屋大学, 工学部, 教授 (90023267)
• 研究分担者: 佐々木 勝寛 名古屋大学, 工学部, 助手 (00211938) ; 黒田 光太郎 名古屋大学, 工学部, 助教授 (30161798)
• キーワード: 電顕内その場観察 / 相変態 / 高温反応

研究概要

最近、1500℃の高温でも0.2nm程度の高分解能が得られ、しかもエネルギー分散型X線分析装置によるナノメータ領域での元素分析が容易に行える電子顕微鏡内試料加熱ホルダーを開発した。本研究はこの新しく開発した試料加熱ホルダーを用いて1000〜1500℃という高温で起きる種々の現象を原子レベルでの高分解能観察とナノ領域での元素分析を組み合わせることにより、材料科学の未解決の諸問題を解決することを目的としたものである。
本年度は固体内での粒界の高温挙動について研究した。すなわち、
(1)電子顕微鏡内その場加熱実験により1500℃の高温でのSiCを焼結過程を原子レベルで観察した。2つの粒界が合体するとき、粒子間の方位のミスフィットのため、ボイドが形成され、粒界に取り残されることを示した。これはセラミックスの粒界のボイドの発生機構を原子レベルではじめて明らかにしたものである。
Cu-Ga合金において粒界を高エネルギーの電子線で照射すると-70℃から200℃の温度範囲で激しく振動する粒界があることを発見した。粒界が振動を起こすか否かは、粒界の方位に依存するが、この発見は固体内での粒界が極めてダイナミックであることを示すもので興味深い。
これらの成果は論文として公表されるとともに、平成7年6月に開催される「第7回異相界面/粒界に関する国際会議」でも発表の予定である。

研究成果

• [文献書誌] Kamino,T.,Saka,H.他: "Dynamic observation of in situ sintering of SiC crystals at near atomic resolution" Materials Trans.,JIM. 36. 73-75 (1995)
• [文献書誌] Kamino,T.,Yaguchi,T and Saka,H.: "In situ study of chemical reaction between silicon and graphite at 1400 ℃ in a high resolution/analytical electron microscope" J.Elecrtron microsc. 43. 104-110 (1994)
• [文献書誌] H.Saka,and Y.Kaneko: "Evidence for Suzuki effect obtained by electron microscopy" Strength of Materials. 3-8 (1994)
• [文献書誌] K.Sasaki,T.Murase and H.Saka: "In-situ transmission electron microscopy of grain boundaries in CuGa_2" Ultramicroscopy. 56. 184-192 (1994)
• [文献書誌] M.Fujita,H.Saka 他: "Temperature dependence of the dissociation width of dislocations in a commercial 304L" ISIJ International. 34. 697-703 (1994)