金属ガラスの電子線照射誘起相転移とナノコンポジット組織制御

电子束辐照诱导金属玻璃相变及纳米复合材料结构控制

基本信息

批准号：
18029016
负责人：
馬越佑吉
金额：
$ 3.65万
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

金属結晶に電子線を照射すると、電子の弾き出し効果により空孔と格子間原子からなるフレンケルペアが形成され、ある種の金属間化合物はアモルファス化する。一方、金属ガラスに電子線照射を行うと、Free volumeが形成され、ある種の金属ガラスはナノ結晶化する。本研究では、各種金属ガラスについて電子線照射誘起アモルファス化・結晶化について調べ、電子線照射誘起相転移で形成する相の構造・形態と相転移の支配因子を明らかにした。電子線照射誘起ナノ結晶化の発現については、(1)アモルファス相熱的安定性の指標である結晶化温度T_x、過冷液体域の大きさΔT_xおよびガンマパラメーターγの増加に伴い、アモルファス相の照射に対する安定性は増加する、(2)ケミカルミキシングエンタルピーΔH_chem、が負に大きくなるあるいはミスマッチエントロピーS_σ/K_Bが正に大きくなるほどアモルファス相の照射に対する安定性は増加する、という一般則が見出された。また、ナノ結晶化の相選択は、(1)ΔH_chemが大きく負の値を示すナノ準結晶形成系合金では特異な相選択を示す、(2)強い照射温度依存性がある、という一般則が見出された。実験結果の集約・データベース化により得られた知見を用いて、Fe-Nd-B系金属ガラス合金に適切な電子線照射を行う事により、1マイクロメーターオーダーのナノコンポジット型磁石を、金属ギラスマトリックス中に作製する事に成功した。

当金属晶体被电子束照射时，电子提取效果形成由空洞和间质原子组成的弗伦克尔对，并且某些金属间化合物变得无定形。另一方面，当金属玻璃被电子束照射时，会形成自由体积，并且某些金属玻璃被纳米晶体化。在这项研究中，我们研究了各种金属玻璃的电子束辐照引起的非形态化和结晶，并揭示了由电子束辐照引起的相变形成的相结构和形态，以及相变的主要因素。关于电子束照射引起的纳米结构化的发展，一般规则发现（1）非晶相对于辐射的稳定性随着结晶温度T_X的增加而增加，超冷液体区域的大小，以及伽玛参数γ的大小，以及（2）化学量的稳定性，而化学量的稳定性则增加了Irradiation的稳定性。负面或不匹配的熵S_σ/k_b积极增加。此外，发现纳米晶体化的相位选择（1）显示了具有较大的ΔH_chem负值的纳米夸米晶形成合金中的独特相位选择，并且（2）强烈辐照温度依赖性。利用通过实验结果的聚合和数据库化获得的发现，我们通过适当照射Fe-nd-B金属玻璃合金成功地制造了1千分尺的纳米复合磁体。