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

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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．