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Ni-Zrなどの非晶質合金においては、水素吸蔵にともなう微粉化が起きにくいことが知られている。この合金中に吸蔵された水素原子の存在位置に関する研究は行われているが、水素吸蔵・放出にともなう金属原子の構造変化についてはまったく研究例はない。水素吸蔵にともなう微粉化が起きにくい理由を明らかにするためには、水素吸蔵前後の非晶質構造を比較する必要がある。本研究では、NiZr非晶質合金について、中性子、X線回折およびリバースモンテカルロ計算を行い、水素吸蔵による金属原子構造の変化を調べた。
中性子およびX線回折実験により得られた散乱強度のデータについて、バックグラウンドや吸収等の補正および規格化を行い、構造因子を得た。さらに構造因子をフーリエ変換することにより実空間の情報である2体分布関数を求めた。リバースモンテカルロ計算は5000個の原子について行われた。
中性子およびX線回折データを用いたリバースモンテカルロ計算の結果から、水素吸蔵により、Zr-Zr距離はわずかに増加するが、Ni-NiおよびNi-Zr距離はほとんど変化しないことが明らかになった。さらに、ボロノイ多面体解析の結果から、NiおよびZrの配位環境は水素を吸蔵してもほとんど変化しないことが明らかになった。
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