Zr基およびFe基金属ガラスの電子線照射誘起ナノ結晶とその構造安定性

电子束辐照诱导锆基和铁基金属玻璃纳米晶及其结构稳定性

• 批准号: 16039214
• 负责人: 馬越 佑吉
• 金额: $ 3.26万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16039214/
• 关键词: 金属ガラス; 電子線照射; 照射誘起結晶化; 相安定性; ナノ結晶; 組織制御; アモルファス; 結晶構造; 結晶化; ナノテクノロジー

金属結晶に電子線を照射すると、電子の弾き飛ばし効果によって、原子配列が乱れアモルファス構造が形成される場合がある。一方、我々は、原子配列が周期性を有さないアモルファスあるいは金属ガラスに電子線を照射すると、結晶化が起こることを見出した。本研究では、Zr-Cu系、Zu-Cu-Ni系、Fe-Nd-B系、Zr-Pd系等の各種金属ガラスに電子線照射を行い、照射誘起結晶化の有無、形成される結晶構造、相安定性、ナノ組織制御について調べた。いずれの金属ガラスも電子線照射により結晶化が促進され、熱誘起結晶化では得られない、ナノ結晶が得られた。この電子線照射誘起結晶化を利用すれば、局所領域のナノコンポジット組織制御が可能である。熱処理下と電子線照射下では相安定性が異なる。例えば、Zr-Cu系金属ガラスでは、アモルファス相からfcc-Zr_2Cuが析出するが、電子線照射下ではbct-Zr_2Cuが形成され、相安定性がことなる。従って、熱処理で形成したfcc-Zr_2Cuに電子線を照射すると、Zr_2Cuは電子の弾き飛ばし効果により、結晶構造が乱れアモルファスとなる。更に、電子線照射を行うと、電子線照射誘起結晶化によりbct-Zr_2Cu相が析出する。また、熱処理で形勢されるZr-Pd系合金の準結晶について見ると、電子線照射によりアモルファスになった後、更に照射を続けると結晶相が形成される。このように、電子線照射下では通常の熱処理条件下とは相安定性が異なり、これを利用しての相構造ならびにナノ組織制御が可能となる。この電子線照射誘起結晶化は、照射量、照射温度、照射電圧に強く依存し、形成される結晶相の構造ならびに形態が変化した。kの相安定性を利用して、熱処理とは異なる新たな構造、形態のナノコンポジット組織制御が可能である。

当用电子束照射金属晶体时，由于电子的排斥效应，原子排列可能被扰乱并且可能形成非晶结构。另一方面，我们发现当原子排列非周期性的非晶或金属玻璃受到电子束照射时，会发生结晶。本研究中，对Zr-Cu、Zu-Cu-Ni、Fe-Nd-B、Zr-Pd等各种金属玻璃进行电子束照射，调查是否存在照射诱发结晶化的结构。研究了相稳定性和纳米结构控制。通过电子束照射促进两种金属玻璃的结晶化，并且获得了通过热诱导结晶化无法获得的纳米晶体。通过利用这种电子束照射诱导的结晶化，可以在局部区域控制纳米复合材料结构。热处理和电子束照射之间的相稳定性不同。例如，在Zr-Cu基金属玻璃中，fcc-Zr_2Cu从非晶相中析出，但bct-Zr_2Cu在电子束照射下形成，导致不同的相稳定性。因此，当用电子束照射通过热处理形成的fcc-Zr_2Cu时，由于电子排斥效应，Zr_2Cu的晶体结构被破坏并变成非晶态。此外，当进行电子束照射时，由于电子束照射诱发的结晶化而析出bct-Zr_2Cu相。此外，当我们观察通过热处理形成的Zr-Pd合金的准晶时，它们由于电子束照射而变成非晶态后，当继续照射时形成晶相。如上所述，电子束照射下的相稳定性与普通热处理条件下的相稳定性不同，这可以用于控制相结构和纳米结构。这种电子束照射诱发的结晶强烈依赖于照射剂量、照射温度和照射电压，并且所形成的晶相的结构和形态发生变化。利用k的相稳定性，可以控制具有不同于热处理的新结构和形貌的纳米复合材料结构。

项目成果

Electron irradiation induced amorphization and crystallization in Zr_<66.7>Cu_<33.3> metallic glass

电子辐照诱导Zr_<66.7>Cu_<33.3>金属玻璃的非晶化和晶化

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Metastable and nanocrystalline materials 24-25
• 作者: Yukichi Umakoshi;Yukichi Umakoshi;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Akihiro Nino;Akihiro Nino;Akihiro Nino;Yukichi Umakoshi;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase
• 通讯作者: Takeshi Nagase

Control of a nanocomposite structure in Fe_<86>Nd_9B_5 alloy by electron irradiation

电子辐照控制 Fe_<86>Nd_9B_5 合金纳米复合结构

• 发表时间: 2006
• 期刊: Materials Transactions 47・2
• 作者: Yukichi Umakoshi;Yukichi Umakoshi;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Akihiro Nino;Akihiro Nino
• 通讯作者: Akihiro Nino

Super-plastic deformation and thermal crystallization behavior of supercooled liquid in Zr-Ni based metallic glass

Zr-Ni基金属玻璃过冷液体的超塑性变形及热结晶行为

• 发表时间: 2006
• 期刊: Materials Science Forum 512
• 作者: Yukichi Umakoshi;Yukichi Umakoshi;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase
• 通讯作者: Takeshi Nagase

Superplastic deformation and thermal crystallization behavior of supercooled liquid in Zr-Ni based metallic glass

Zr-Ni基金属玻璃过冷液体的超塑性变形与热结晶行为

• 发表时间: 2005
• 期刊: Mater.Sci.Forum (in press)
• 作者: T.Nagase;M.Nakamura;Y.Umakoshi
• 通讯作者: Y.Umakoshi

Phase transformation and microstructure change in Fe-Zr-B amorphous alloys by thermal annealing and electron irradiation

Fe-Zr-B非晶合金热退火和电子辐照的相变和微观结构变化

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Metastable and nanocrystalline materials 24-25
• 作者: Yukichi Umakoshi;Yukichi Umakoshi;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Takeshi Nagase;Akihiro Nino;Akihiro Nino;Akihiro Nino;Yukichi Umakoshi
• 通讯作者: Yukichi Umakoshi