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格子間原子集合体の一次元運動過程を取り入れた核形成・成長モデルの改良

结合间隙聚集体一维运动过程的成核和生长模型的改进

基本信息

批准号：
19K05334
负责人：
佐藤裕樹
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Hiroshima Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本課題では，超高圧電子顕微鏡を用いた電子照射その場観察により，鉄と銅に形成される格子間原子集合体の一次元（1D）運動を調査し，1D運動が高エネルギー粒子照射下における格子間原子集合体の形成・成長や損傷組織発達にどう影響しているのかを明らかにすることを目的としている．『熱処理なし』，『バルク熱処理』，『標準(熱処理)』の３つの方法で作製した試料の電子照射その場観察実験から，試料作製時の熱処理により何らかの不純物が導入され，特に高純度銅では格子間原子集合体の形成を１０倍以上に上昇させ，1D運動の距離や頻度を低下させていることが判明した．この不純物を同定するために飛行時間型二次イオン質量分析法（TOF-SIMS）を実施したところ，いくつかの元素に対応するピーク強度が熱処理により上昇する場合があった．さらに通常型二次イオン質量分析法（D-SIMS）を用いてこれら不純物濃度の定量測定を試みたが，再現性よく分析下限濃度（おおよそ数～数10 appm）を超える不純物は検出されなかった．公称純度 6Nの純銅に，ニッケル，シリコン，ゲルマニウム，スズの４種類の溶質原子をそれぞれ濃度を系統的に振って添加した16種類の銅基二元希薄合金を作製した．これら合金から『標準(熱処理)』試料を作製し，超高圧電子顕微鏡（北海道大学JEM-ARM1300）を用いて室温で1250kV電子照射を行い，格子間原子集合体の形成・成長および1D運動挙動をその場観察した．溶質原子が格子間原子集合体の形成と成長及び1D運動にどのように影響するのかを明らかにするために，溶質原子の原子サイズ因子と添加濃度に注目しつつ実験結果を解析している．

The purpose of this project is to investigate the 1D motion of lattice atomic aggregates formed by Fe and Cu under electron irradiation with ultra-high voltage electron micromirrors. "Heat treatment","heat treatment","standard (heat treatment)" of the three methods of preparation of the sample electron irradiation field inspection, sample preparation heat treatment during the introduction of impurities, especially high-purity copper lattice atomic aggregate formation increased by more than 10 times, 1D movement distance frequency decreased. Time of flight quadratic mass spectrometry (TOF-SIMS) is used to determine the impurity content and intensity of the elements in heat treatment. General secondary mass spectrometry (D-SIMS) is used to determine the concentration of impurities quantitatively, reproducibility, lower analytical limit concentration (~ 10 appm) and impurity detection. Pure copper with nominal purity of 6N is prepared by adding 16 kinds of copper based binary thin alloys with different concentrations of solute atoms. The formation, growth and 1D motion of lattice atomic aggregates were observed by ultra-high voltage electron microscope (JEM-ARM1300, Hokkaido University) under electron irradiation at room temperature of 1250kV. Solute atoms form lattice atomic aggregates, grow and 1D motion, influence the formation of lattice atomic aggregates, increase the concentration of solute atoms, increase the concentration of solute atoms, and analyze the results.