| 研究課題/領域番号 |
14350338
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属物性
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
水林 博 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (40114136)
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| 研究分担者 |
谷本 久典 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (70222122)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | 金属ガラス / 非晶質合金 / 固体内励起場 / 密度揺らぎ / 集団運動 / 非熱的結晶化 / 動的弾性率 / パルス通電 |
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| 研究概要 |
コンデンサ放電法を用いてパルス通電による非晶質合金の結晶化現象をa-Cu_<50>Ti_<50>、a-Cu_<50>Zr_<50>、a-Pd_<80>Si_<20>、a-Zr_<60>Cu_<30>Al_<10>について調べ以下の結果を得た。放電時定数をτと置くと、主フーリエ成分の振動数は1/2πτになり、共鳴的パルス通電に相当する。(1)結晶化が始まる初期電流密度i_<dOc>(10^8 -10^<10> A/m^2)と放電時定数τ(10^<-5>-10^<-2> s)との関数関係は、室温域実験と液体窒素中実験で酷似しており、固体内励起場実現の元である集団運動に係る密度揺らぎは主として、ガラス転移温度で凍結されたものであることを示唆する。(2)i_<dOc> vs.τおよび動的弾性率の測定周波数依存性(E vs.f)はf-1/2πτでスケーリングするとほぼ同じ位置に極小を示し、それぞれ、大振幅および小振幅の固体内励起場に対応していることを示唆する。(3)パルス通電結晶化では、単パルスの間にかなりの体積割合が結晶化し、数-数十nmの結晶が生成し、かつ、これらのナノ結晶の結晶方位が揃っている。この結果は、ここでの固体内励起は原子のランダムな運動を励起する実効温度の上昇とは異なり、関係する多数の原子が整然と運動する励起であるが、関係原子が全て同じ運動をする並進運動ではなく、格子振動の光学モードのように原子種で励起モードが異なり、その結果として相対的に高密度な領域(RHDR)が無拡散的に結晶化することを示唆する。(4)ナノ結晶・薄膜の研究から、前記のRHDRの共鳴的集団運動を可能にしているのは、RHDRに隣接する相対的に低密度な領域(RLDR)が大きな擬弾性歪みを担い得ることが要件であることが推測された。(5)水素をプローブとする研究から、非晶質合金中の組成揺らぎの様相は密度揺らぎの様相と似ていることが推測された。(6)パルス通電結晶化で生成する結晶相並びに結晶子の大きさは、密度揺らぎと組成揺らぎの両者と相関していると推測される。本研究では、密度揺らぎおよび組成揺らぎの機能化に結びつく興味深い現象が多く見いだされた。
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