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本校に現有する2次イオン質量分析装置の一部改修を行い、イオン源やスパッタの安定性を図ることができた。本装置ならびに黒鉛炉原子吸光分析、吸光光度分析装置、東北大学の2次イオン質量分析装置、オージェ分析装置、企業所属のグロー放電発光表面分析装置を用いて、高純度ならびに超高純度純鉄にAlおよびSiを蒸着した試料に付いて不純物拡散の研究を行った。本研究で用いた濃度分析法のうち、吸光光度分析法は実験手順が煩雑であるが、良好な拡散浸透曲線を得ることができた。γ-Fe中のAlの不純物拡散係数のアレニウス式は次式で示されことが分かった。
D=1.4x10^<-6>exp(-236kJmol^<-1>/RT) m^2s
これらの成果については、拡散現象に関する国際会議で発表をおこなった。
2次イオン質量分析、オージェ分析では蒸着した試料でも、AlがFe中に拡散浸透している濃度分布が得られ、信頼性のある拡散係数を決定するには困難であることが分かった。また、これらの分析法からAlとFeの界面近傍に酸素が存在していることが明らかになった。黒鉛炉原子吸光分析は拡散係数の決定に必要な分析感度を有することが明らかになったが、拡散浸透の濃度分布の変動が大きく、拡散係数を決定する濃度分布を得るためにはなお検討が必要である。一方、グロー放電発光分析による濃度分布は拡散浸透を明瞭に捕らえており、今後非放射性元素を用いた不純物拡散の研究に利用できる可能性が大であることが明らかになった。
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