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荷電粒子ビームを用いた金属合金中のナノ構造体生成と強度、電気伝導度制御

使用带电粒子束在金属合金中生成纳米结构以及强度和电导率控制

基本信息

批准号：
20K12482
负责人：
岩瀬彰宏
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までのAl合金（Al-Cu２元合金、ジュラルミンなど）における研究に引き続き、当該年度は、Cu-Ti合金における研究を実施した。Cu-Ti合金は、高温での熱処理により、優れた強度、電気伝導度をしめすことから、種々の電子デバイスに用いられる。本研究では、純銅、純チタンをArガス中で高周波溶解し、圧延したのち溶体化処理して均質組成としたCu-4at.%Ti合金を、2MeVの電子ビームで、従来の熱処理で用いられる温度（４５０℃程度）よりもはるかに低い２００℃で照射し、ビッカース硬度と電気伝導度の電子線照射量依存性を求めた。また、Ti原子周辺の原子配列の照射による変化を見るため、放射光を用いたEXAFS測定も実施した。得られた結果は次の通りである。電子線を1.2e18/cm2照射したときの電気伝導度は、純銅の１１％に達し、ビッカース硬度は１５５程度に増加した。同程度の温度での熱時効では、同じ時間におけるプロセシングでも、電気伝導度、硬度ともほとんど変化せず、低温における電子線照射の優位性が示された。照射試料を電子顕微鏡を用いて観察したところ、微少なＴｉ析出物が観測された。これは、電子線照射による照射促進拡散によるものと考えられる。Ｔｉ原子の析出によりＣｕマトリックス中のＴｉ濃度が減少したことで、電気伝導度が増加し、また、Ｔｉ析出物により転位の運動が妨げられたため、硬度が増加したものと考えられる。以上の実験は、真空中での照射で実施したものであるが、より実用展開を目指すため、大気中における簡便な照射法も併せて試みた。以上の稀薄合金の結果と比較・考察するため、ZrやNiを主成分とする高濃度合金についても、イオン照射実験と硬度測定を実施した。

Yesterday's annual までの Al alloy (Al - alloy, Cu2 yuan ジュラルミンなど) における research に lead き続き, when the annual は, Cu - Ti alloy における research を be applied した. Cu - は Ti alloy, high temperature での hot 処 Richard により, superior れた intensity, the electric 気伝 conductance をしめすことから, kind of 々の electronic デバイスに with いられる. This study では, pure copper, pure チタンを Ar ガスしで high frequency dissolve, 圧 delay したのち solution change 処 Richard して of homogeneous とした Cu - 4 at. % Ti alloy を, 2 mev の electronic ビームで, 従 to の hot 処で with いられる temperature (450 ℃) よりもはるかに low い 200 ℃ しで exposure, ビッカース hardness Youdaoplaceholder0 electrical conductivity 伝 conductance <e:1> electron beam irradiation dependence を seek めた. Youdaoplaceholder0, Ti atomic cycle 辺, <s:1> atomic arrangement <s:1> irradiation による transformation を as seen in るため, radiation を determination of <s:1> atomic irradiation た by たたEXAFS. The られた result られた times られた passes through であるである. Electronic line を 1.2 e18 / cm2 irradiation したときの electric 気は伝 conductance, 11% pure copper のにし, ビッカースに raised hardness は 155 degree plus した. With degree の temperature での hot working では, with じ time におけるプロセシングでも, electricity 気伝 conductance, hardness ともほとんど variations change せず, low temperature におけのる electron irradiation primacy が shown された. Irradiation with material を electronic 顕 micro mirror をいて観 examine したところ, slightly less な Ti precipitates が観 measuring された. Youdaoplaceholder2 れれ, electron beam irradiation による, irradiation promotion 拡 dispersion による <s:1> とと examination えられる. Ti atoms の precipitation により Cu マトリックスがの Ti concentration in reducing したことで, electricity 気伝 conductance が raised し, また, Ti precipitates により planning a の movement が hinder げられたため, hardness が raised したものと exam えられる. Above の be 験は, vacuum での irradiation で be applied したものであるが, より be used on を refers すため, large 気における simple な ZhaoSheFa も and せて try みた. Results above の thin alloy のと comparatively, するため, Zr や Ni を principal component とする high alloy についても, イオン irradiation be 験と hardness measurement を be applied した.