B2型金属間化合物の点欠陥挙動およびその原子拡散機構との関連性の解明

阐明B2型金属间化合物的点缺陷行为及其与原子扩散机制的关系

• 批准号: 10136244
• 负责人: 古我知 峯雄
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10136244/
• 关键词: 金属間化合物; B2型規則相; 点欠陥構造; 回折実験; 熱統計計算; 構造空孔; FeAl合金

B2型金属間化合物相は等原子比組成近傍に多くの2元合金に形成される。組成の化学量論比からのずれ,または温度上昇に伴い点欠陥が形成されるが,その振舞いが材料特性として原子拡散機構と密接に関連する事は良く知られている。この点欠陥挙動に関して,in-situ高温中性子線・X線回折法に基づく実験的ならびに熱統計法に基づく理論的研究を行った。B2FeAl合金に対する回折実験の結果,熱空孔はFe,Al格子席上にほぼ同等に形成される(RVD),また不正原子(不正格子席を占める原子)は正規格子席に戻る(ASAR)傾向がある事を見出した。これはB2型合金に現れる点欠陥に対して従来考えられていた,不正原子(ASD)と複合欠陥(TRD)タイプのいずれにも属さない新しい知見である。上記特徴を踏まえて,B2型合金ABの点欠陥形成機構をBragg-Williams法に基づき熱統計的に考察した。その際,基底状態(絶対0度)における構造欠陥はASDであるとし,構造空孔はいかなるB2合金にも存在しないとした。これはNiAl,CoAl,FeAl合金に対し最近我々が行った密度測定による空孔濃度の実測に基づき導かれた結論である。更に昇温に伴う熱欠陥はRVD機構による空孔形成を基本とし,ASARとTRD機構とが混在したhybrid状態を仮定した。計算結果(casel)は,B過剰側で空孔濃度が昇温に伴い増加し構造空孔量に近づく事,更に不正B原子の戻りが起こる事を示した。また組成変化の結果よりA過剰側で不正A原子が,B過剰側でA空孔(A格子席上の空孔)が主要欠陥である事,更にB過剰側で少量の不正B原子が存在する事が示せ,B2NiAlの実測と良く符号した。case2では,A過剰側でA空孔,B空孔が昇温に伴いほぼ同量に増加し,B2FeAlのRVD的振舞いが再現された。また空孔濃度の組成変化がA過剰側で緩やかでB過剰側での急増と好対照となる事も実測と良く一致した。

B2金属相在同子比组成附近的许多二元合金中形成。众所周知，与组成或温度升高的化学计量比的偏差，点缺陷形式形式，它们的行为与原子扩散机制作为材料特性密切相关。基于原位高温中子X射线衍射法和热统计方法，通过实验和理论研究进行了此点缺陷行为。由于在B2Feal合金上进行了衍射实验，发现热空位几乎在Fe和Al Grattice座椅（RVD）上平均形成，并且不正确的原子（占据非法晶格座椅的原子）倾向于返回到正常的晶格座椅（ASAR）。这是一个新发现，不属于以前考虑到B2型合金中出现的点缺陷的不规则原子（ASD）或复合缺陷（TRD）类型。考虑到上述特征，基于Bragg-Williams方法对B2型合金AB的点缺陷形成机理进行热统计检查。在这种情况下，假定基态下的结构缺陷为ASD，并且在任何B2合金中都不存在结构空隙。这是根据我们最近对NIAL，煤和菲尔合金的密度测量对空置浓度进行实际测量得出的结论。此外，与温度升高相关的热缺陷基于RVD机制的孔形成，并假定将ASAR和TRD机理的混合状态混合在一起。计算结果（CASEL）表明，空位浓度随着B透气侧的温度升高而增加，空缺量增加，并且空缺B原子的返回量也会返回。此外，组合物变化的结果表明，无效的A原子是多余的A侧的主要缺陷，而A a原子的空缺（A晶格座位上的空位）在多余的B侧，并且在多余的B侧上有少量无效的B原子，这是B2Nial的实际测量值。在情况2中，A和B空置孔几乎随着A口气的温度升高而均等增加，并且重现了B2Feal的RVD行为。此外，实际测量值还表明，孔浓度的组成变化在A口气方面中度是中等的，并且B口气侧的突然增加非常一致。

项目成果

M.Kogachi,T.Haraguchi: "Possibilities of random vacancy distribution and antisite atom recovering in the point defect mechanism in B2-type intermetallics." Intermetallics. 7(印刷中). (1999)

M.Kogachi、T.Haraguchi：“B2 型金属间化合物中点缺陷机制中随机空位分布和反位原子恢复的可能性”（正在出版）。

M.Kogachi,T.Haraguchi,S.M.Kim: "Point defect behavior in high temperature region in the B2-type intermetallic compound FeAl." Intermetallics. 6・6. 499-510 (1998)

M.Kogachi、T.Haraguchi、S.M.Kim：“B2 型金属间化合物 FeAl 中的点缺陷行为” 499-510 (1998)。