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B2-NiTiとbcc-NbTiから構成されるNi-Ti-Nb合金は、高い水素透過性と良好な耐水素脆性を有する。本研究では、液体急冷法を用いてNi-Ti-Nb系合金リボンを作製し、結晶化により生成する相について調べ、液体急冷法を用いたNi-Ti-Nb系水素透過合金薄膜作製方法の可能性について検討した。
この合金系ではNb量の増加とともに融点が高くなる。そのため、Nbが60mol%以下の合金でのみリボンの作製が可能であった。作製したリボンをXRD、DSCを用いて調べた結果、Tiが50mol%以下の広い領域でアモルファス単相が得られることが分かった。結晶化温度は750-1000Kで、Nb量が増加すると高くなる傾向が見られた。また、一部の合金ではガラス遷移が観察され、この系では安定なアモルファス相が生成すると言える。これらのアモルファス相を結晶化させると、ほぼ平衡状態図と一致する相が生成した。結晶化後に主にB2-NiTi相とbcc-NbTi相が生成する合金組成は、水素透過特性が優れた合金組成とほぼ一致する。よって、これらの合金組成では、液体急冷法により一度アモルファスリボンを作製し、熱処理によってB2+bccの2相を生成させることが可能であり、アモルファス相を経由した水素透過用合金薄膜作製プロセスが有効な手段であることが明らかとなった。さらに、急冷直後にアモルファス+結晶状態である組成も含めると、本プロセスはより広い合金組成で適用可能であり、今後期待が持てると考えられる。
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