セラミックス材料中の結晶欠陥構造と欠陥領域の原子ダイナミクスに関する研究

陶瓷材料晶体缺陷结构及缺陷区域原子动力学研究

基本信息

  • 批准号:
    05J11745
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.73万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2005 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

高温構造材料における原子拡散はクリープや粒成長、焼結などの高温での材料挙動の素過程として重要である。中でも高次元格子欠陥における高速拡散挙動は特に重要であるが、定量的な評価が難しく、また欠陥構造も非常に複雑であるため、これまでは定性的な評価しか行なわれず、ブラックボックスとして扱われてきた。本研究では、粒界や転位といった高次元の格子欠陥における原子の拡散挙動の、トレーサーを用いた観察実験による定量的な評価を行っている。本研究の特色は、一般には非常に複雑な構造を持つために定量的な評価が難しかった粒界や転位における拡散挙動を、我々の持つノウハウを用いて双結晶試料や高温変形試料を用いたトレーサー法により直接、かつ定量的に評価したことにある。その結果、粒界や転位における拡散挙動をそれぞれの原子構造と対応させて評価することが可能となった。今年度は、本研究の取り纏めとして、得られたデータを整理し、拡散挙動と欠陥構造との相関性の定量的な評価手法の開発を主に行った。これまでに本研究のテーマの一部として、粒界の相対的な方位関係(粒界性格)に起因した原子構造の違いによる粒界拡散挙動の変化、粒界に偏析することで粒界拡散を抑制すると考えられているイットリウムの添加効果について着目した研究を行ってきているが、今回の詳細な解析の結果、粒界性格に対する拡散挙動の依存性も添加物による拡散抑制効果も、粒界に存在する結合欠損の密度というパラメータで整理できる、つまり粒界における結合欠損が多いほど粒界拡散が速くなり、イットリウムの効果は酸素との強い結合によって結合欠損を回復することに起因していると考えられることが明らかとなった。
高温结构材料中的原子扩散是在高温(例如蠕变,谷物生长和烧结)下材料行为的基本过程。其中,高维晶格缺陷中的高速扩散行为尤为重要,但是定量评估很困难,缺陷结构非常复杂,到目前为止,仅进行了定性评估,并且已经被视为黑匣子。在这项研究中,我们使用使用示踪剂的观察实验进行了定量评估原子在高维晶格缺陷中的扩散行为,例如晶界和位错。这项研究的独特特征是,在晶界和错位上的扩散行为通常由于其极其复杂的结构而通常很难进行定量评估,它使用我们拥有的专有技术直接和定量评估,并使用示踪剂方法使用双晶样品和高敏化变形样品进行了示踪方法。结果,与每个原子结构对应的晶界和位错处的扩散行为已经有可能。今年,作为这项研究的摘要,我们组织了获得的数据,并开发了一种定量评估方法,用于扩散行为与缺陷结构之间的相关性。作为这项研究主题的一部分,我们集中在晶粒边界扩散行为的变化,这是由于原子结构的差异是由晶界相对定向关系引起的原子结构的差异(晶界个性)(晶界个性)以及添加YTTrium的效果,而添加YTTRIUM的效果被认为是粒度抑制晶粒边界的晶界扩散的晶粒边界的差异,并且这种差异的差异差异,差异的差异,差异的依赖性,差异的依赖性,差异差异。通过添加剂可以通过存在晶界处的键缺陷密度的参数来组织。换句话说,晶界处的键缺损越多,晶界扩散的速度变得更快,并且Yttrium的效果被认为是由于使用氧气的强键缺陷所致。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Oxygen diffusion blocking of single grain boundary in yttria-doped zirconia bicrystals
氧化钇掺杂氧化锆双晶单晶界的氧扩散阻挡
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Nakagawa;I.Sakaguchi;N.Shibata;K.Matsunaga;T.Yamamoto;H.Haneda;Y.Ikuhara
  • 通讯作者:
    Y.Ikuhara
Direct measurement of grain boundary diffusivity in a-A1203
直接测量a-A1203中的晶界扩散率
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Nakagawa;I.Sakaguchi;N.Shibata;K.Matsunaga;T.Mizoguchi;T.Yamamoto;H.Haneda and Y.Ikuhara
  • 通讯作者:
    H.Haneda and Y.Ikuhara
Detecting Real Oxygen Ions in Polycrystalline Diamond Thin Film using Secondary
使用二次检测多晶金刚石薄膜中的真实氧离子
Bicrystal study on grain boundary structures and diffusion properties of A1203
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Nakagawa;I.Sakaguchi;N.Shibata;K.Matsunaga;T.Mizoguchi;T.Yamamoto;N.Ohashi;H.Haneda and Y.Ikuhara
  • 通讯作者:
    H.Haneda and Y.Ikuhara
Diffusion model of gallium in single-crystal ZnO proposed from analysis of concentration-dependent profiles based on the Fermi-level effect
基于费米能级效应的浓度依赖性分布分析提出的单晶 ZnO 中镓的扩散模型
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中川 翼其他文献

酸化物界面の原子構造解析と機能特性
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    0
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  • 发表时间:
    2015
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    0
  • 作者:
    中川 翼;松平 恒昭;北岡 諭;栃木 栄太;柴田 直哉;幾原 雄一
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    $ 1.73万
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知道了