ラインコンパウンドに対する新しい視点とその工学的意味

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09875170
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山口 正治 京都大学, 工学研究科, 教授 (90029108)
• 研究分担者: JOHNSON Davi 京都大学, 工学研究科, 助手 (70283645)
• キーワード: 金属間化合物 / ラインコンパウンド / MoSi_2 / 原子空孔 / 陽電子消滅 / 陽電子寿命 / 電子照射 / プロトン照射

研究概要

ラインコンパウンドとは組成幅がほとんどない化合物である。しかし,陽電子寿命測定法を用いた金属間化合物中の原子空孔の性質に関する系統的研究の中で、MoSi_2中の平均陽電子寿命が825K(0.36Tm)近傍で増加し始めることがわかり、本年度1MeVの電子および13MeVのプロトンを100Kで照射し、それによって形成される原子空孔型格子欠陥の同定と加熱にともなうその消滅過程を研究した。その結果、以下の新しい知見が得られた。
1.MoSi_2にはNiAlに見られるような構造的原子空孔(structural vacancies)は存在しない。
2.1MeVの電子照射によって形成される欠陥は、Siサイトの原子空孔である。
3.電子照射によって形成される欠陥の消滅過程は240Kで始まり、約800Kで終了する。
4.この消滅過程は少なくとも2段階に分離して起こり。第1段階で原子空孔が移動可能となり、原子空孔のクラスターが形成される。500K以上で起こる第2段階では、クラスターから原子空孔が蒸発し、消滅サイトで消滅する。
5.13MeVのプロトンを照射すると、多量の格子間原子を含むダメ-ジカスケードが形成される。格子間原子の易動度は原子空孔のそれに比してはるかに大きいので、プロトン照射による欠陥の回復は照射後ただちに始まる。しかし、回復が完全に終わる温度は、電子照射の場合のそれと同じである。
6.1473Kからクエンチした試料にも原子空孔、多分そのクラスターが形成される。この場合のフラスターの消滅は600Kから始まり、700Kで終了する。
7.1200Kから徐冷した試料にも原子空孔型欠陥が凍結される。
現在LaNi_5系、Al_3Ti系、MSi_2(M:遷移金属)系の金属間化合物ならびにSiCについても同様に実験を続けており、これらの結果を総合して、ラインコンパウンドの構造の乱れについて新しい知見を導き出すことを試みる。

研究成果

• [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Vacancies and their clusters in MoSi_2 studied by positron life time spectrometry" Intermetallics. (in press). (1998)
• [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Vacancies and dislocations in LaNi_5-base alloys studied by positron life time spectrometry" Intermetallics. (発表予定).
• [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Microstructures and defect structures in La-Ni alloys" J.Alloys and Compound. (発表予定).
• [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Electron microscopy of defects and their properties of ReSi_2" Phil.Mag.A. (発表予定).
• [文献書誌] M.Yamaguchi et al.: "Electron microscopy of defects in SiC" Phil.Mag.A. (発表予定).
• [文献書誌] 山口正治: "改訂6版金属便覧第8章第10節金属間化合物" 日本金属学会(発表予定),
• [文献書誌] M.Yamaguchi: "Microstructure and Properties of Materials,Vol.2,Chap.Interfacial Structures and Properties of Titanium Aluminides" World Scientific(発表予定), 480