逆位相領域境界(APDB)を有するTi_3Al単結晶の変形機構解明と力学特性の改善

反相域边界Ti_3Al单晶（APDB）变形机制的阐明和力学性能的改善

• 批准号: 12750622
• 负责人: 小泉 雄一郎
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750622/
• 关键词: チタン; アルミニウム; 金属間化合物; 転位; 軽量耐熱材料; 規則・不規則変態; 逆位相領域境界; 逆位相領域

軽量耐熱材料として期待されるTi_3Alの力学特性改善策として、逆位相領域境界(APDB)の導入による転位運動の制御に着目し、一連の研究を行った。平成12年度の研究では、化学量論組成のTi_3Al単結晶中に、サイズの異なる(10mm〜500mmの逆位相領域(APD)を導入し、その力学特性に及ぼす影響を調べた。その結果、Ti_3AIの変形応力並びに転位の運動形態はAPDサイズに強く依存し、しかもその依存性が、活動するすべり系によって全く異なることを見いだした。このことより、APDのサイズ、形態、そしてその安定性を制御することが、結晶塑性異方性を軽減し、Ti_3Al多結晶体の力学特性改善の鍵となることを明らかにした。平成13年度は、この発見に基づき、APDBのサイズ、形態、安定性の制御の指針を得ることを目的として、APDの成長挙動に及ぼす組成の影響を調べた。特にAPDの成長速度はAI濃度に強く依存し、Ti-23at.%AlとTi-25at.%Alとでは、Al濃度がわずか2at.%異なるだけであるにも関わらず、Ti-23at. %Al中のAPDの成長速度はTi-25at.%Al中の30%も小さな値をとった。また、高Al濃度のTi-33at.%AlにおけるAPDの成長速度は、Ti-25at.%Al中よりも6倍も大きくなることが見い出された。さらに、Ti-33at.%Al中においてのみ(0001)面に沿ったファセット上のAPDBも観察された。これらの結果より、AI濃度の選択と適正な熱処理によりAPDBを制御し力学特性を制御できることが明らかとなった。また同時に、このような強いAl濃度依存性は、拡散データからでは全く予想されないことであることから、APDの安定性および形態を制御する上で、APBエネルギーの評価が重要であることも示された。

作为提高Ti_3Al这种轻质耐热材料力学性能的措施，我们重点通过引入反相域边界（APDB）来控制位错运动，并进行了一系列研究。我们在2000年的研究中，在化学计量组成的Ti_3Al单晶中引入了不同尺寸（10 mm至500 mm）的反相区（APD），并研究了它们对力学性能的影响。结果发现，Ti_3AI变形的压力此外，我们发现位错的运动形式强烈依赖于APD尺寸，并且这种依赖性根据主动滑移系统而完全不同。由此，我们发现可以控制位错的尺寸、形状和稳定性。 APD，晶体塑性。我们发现降低各向异性是提高 Ti_3Al 多晶力学性能的关键，基于这一发现，我们旨在获得控制 APDB 的尺寸、形貌和稳定性的指导方针，以确定 APD 的生长行为。特别是，APD 的生长速率很大程度上取决于 Al 浓度，尽管 Ti-23at.%Al 和 Ti-25at.%Al 之间的 Al 浓度仅相差 2 at.%。 Ti-25at.%Al中的APD生长速率比具有高Al浓度的Ti-25at.%Al中的APD生长速率低30%，并且发现沿着(0001)面的小平面上的APDB也是如此。仅在 Ti-33at.%Al 中观察到。这些结果表明，可以通过选择Al浓度和适当的热处理来控制APDB并控制机械性能。同时，从扩散数据中看不出对Al浓度的如此强烈的依赖性​​，这是相当出乎意料的。 APB 能量的评估对于控制 APD 稳定性和形态也很重要。

项目成果

Y.Koizumi: "Effect of Al Concentration on Growth of Antiphase Domains in Ti_3Al"Proceedings of Materials Research Society Symposium 2001 Fall Boston. (in press). (2002)

Y.Koizumi：“Al 浓度对 Ti_3Al 中反相域生长的影响”材料研究学会研讨会 2001 年秋季波士顿论文集。

勝村 英明: "Ti_3Al中における逆位相領域(APD)の成長とそのAl濃度依存性"日本金属学会春期大会講演概要集. 130(印刷中). (2002)

Hideaki Katsumura：“Ti_3Al 中反相区 (APD) 的生长及其对 Al 浓度的依赖性”日本金属学会春季会议摘要 130（印刷中）。

Y.Koizumi: "Effect of Antiphase Domain Boundaries on Plastic Behavior of Ti_3Al Single Crystals"Philosophical Magazine A. (発表予定).

Y.Koizumi：“反相域边界对Ti_3Al单晶塑性行为的影响”哲学杂志A.（待出版）。

小泉雄一郎: "Ti_3Alにおける逆位相領域成長の支配因子の分子動力学を用いた評価"日本金属学会秋期大会講演概要集. 129. 297-297 (2001)

Yuichiro Koizumi：“利用分子动力学评估 Ti_3Al 反相区域生长的控制因素”日本金属学会秋季会议摘要 129. 297-297 (2001)。

小泉雄一郎: "Ti_3Al中の逆位相領域(APD)成長に及ぼすAl濃度の影響"日本金属学会秋期大会講演概要集. 127. 283-283 (2000)

Yuichiro Koizumi：“Al 浓度对 Ti_3Al 中反相区 (APD) 生长的影响”日本金属学会秋季会议摘要 127. 283-283 (2000)。