• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実績報告書

Fe-Fe原子相関を超秩序構造とした不規則鉄合金の構造可視化

公募研究

研究領域超秩序構造が創造する物性科学
研究課題/領域番号 21H05567
研究機関広島大学

研究代表者

石松 直樹  広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 助教 (70343291)

研究期間 (年度) 2021-09-10 – 2023-03-31
キーワード磁気体積効果 / Fe合金 / 広域X線吸収微細構(EXAFS) / 逆モンテカルロ法 / Fe-Fe相関
研究実績の概要

異種原子がランダムに配列する不規則合金は長距離構造として結晶にみえるが、中距離と短距離構造では特有の秩序構造が存在する。我々は広域X線吸収微細構造(EXAFS)によって元素選択的な短距離構造(<5Å)を検出し逆モンテカルロ(RMC)法で解析した結果、熱膨張ゼロのインバー合金と呼ばれるFe65Ni35不規則合金の最近接原子間距離は一様でなく、強磁性相では磁気体積効果によりFe-Fe対がFe-NiとNi-Ni対より長い原子間距離を持つことを見出した。
Fe65Ni35インバー合金からNi組成を僅かに増やすと熱膨張係数が急激に増加し、Niが45%以上で通常金属の熱膨張係数に回復する。しかしFe55Ni45不規則合金は10 GPa近傍で圧力誘起インバー効果が見られる。このため、我々はFe55Ni45不規則合金のEXAFS測定を圧力下で行いRMC法により合金構造を解析した。その結果,最低圧で約0.02 ÅのFe-Feボンド長の伸長をFe55Ni45合金でも確認できた。Fe-Feボンド長の伸長と磁化の圧力変化との対応はFe65Ni35インバー合金よりも明瞭である。磁化が安定な圧力までFe-Feボンドの伸長が維持され、それより高圧側の常磁性転移を経る圧力範囲で磁化の減衰に伴ってFe-Fe対の収縮する振る舞いが観測できた。この合金でも磁気的な不安定領域で圧力誘起インバー効果が起こることからFe-Fe対の伸長/収縮がインバー効果の微視的起源と分かった。さらにfcc構造のFe-Ni合金ではどの組成においても磁気体積効果によるFe-Fe対の伸長が共通して見られる可能性が高い。この結果はFront. Mater. 誌に発表済である。現在この可能性をNi組成がさらに大きくFe-Fe対の密度が低いFe20Ni80合金で検証している。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Visualization of the disordered structure of Fe-Ni Invar alloys by reverse monte carlo calculations2022

    • 著者名/発表者名
      Kubo Yusuke、Ishimatsu Naoki、Kitamura Naoto、Kawamura Naomi、Kakizawa Sho、Mizumaki Masaichiro、Nomura Ryuichi、Irifune Tetsuo、Sumiya Hitoshi
    • 雑誌名

      Frontiers in Materials

      巻: 9 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fmats.2022.954110

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] NPDを使った圧力下XAFS測定とRMC法によるFe合金の構造解析の現状2023

    • 著者名/発表者名
      石松直樹,久保優介,岡田理玖,山田実桜, 北村尚斗, 河村直己,水牧仁一朗,野村龍一,柿澤翔,角谷均,入舩徹男
    • 学会等名
      第9回 PRIUSシンポジウム
  • [学会発表] RMC法によるFe-Ni合金のインバー効果の解明と静水圧性の影響2023

    • 著者名/発表者名
      久保優介, 石松直樹, 北村尚斗, 河村直己,水牧仁一朗, 柿澤翔,野村龍一,角谷均,入舩徹男
    • 学会等名
      JSR 2023
  • [学会発表] 「EXAFS で求めた圧力誘起インバー合金 Fe55Ni45の局所構造と静水圧性の影響2022

    • 著者名/発表者名
      久保優介 , 石松直樹, 北村尚斗, 河村直己,水牧仁一朗, 柿澤翔,野村龍一,角谷均,入舩徹男
    • 学会等名
      第25回XAFS討論会
  • [学会発表] Visualization of the disordered structure of Fe-Ni Invar alloys by EXAFS and RMC Calculations2022

    • 著者名/発表者名
      Naoki Ishimatsu
    • 学会等名
      disorder-order WS (Grenoble, Online)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi