Trans-scale structural control and strengthening of L12-type (Al, Fe)3Ti-based cellular structure

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本研究では，反応合成によって作製できる(Al, Fe)3Tiセル構造体のトランススケールにわたる構造制御を通して，軽量，高剛性，高強度な材料を作製することを目指している．当該年度は，(Al, Fe)3Tiセル構造体のナノ・ミクロスケールでの構造制御を目的とした研究を実施した．対象とした構造は，ナノスケールにおける結晶構造規則度（原子配列の規則性）とミクロスケールにおける元素濃度の均一性である．反応合成で作製したままの(Al, Fe)3Tiセル構造体は，規則度が低く元素濃度も不均一であることが分かっていた．そこで，それらの構造を制御するために，高温でのポスト熱処理について検討した．元素濃度の均一化においては，1200℃の高温で熱処理することで達成できることを明らかにした．一方，規則度については熱処理を施しても顕著な変化が見られなかった．そこで，規則度を制御する因子として母材のFeやTi濃度に着目し，これらが異なる試料を作製した．その結果，規則度はこれらの元素濃度に依存して顕著に変化することが明らかとなった．特にAl+Fe：Tiの比が化学両論組成（3：1）に近いほど規則度が1に近くなり，化学両論組成から離れるほど規則度が低下する傾向が見られた．よって規則度を向上させるためには，化学両論組成に近い組成比の(Al, Fe)3Tiセル構造体を作製すればよいことが分かった．以上のように，熱処理および母材の組成の観点から，ナノ・ミクロスケールでの構造制御を実現する指針を得た．