Inter-element miscibility driven rearrangement from disordered to long-range ordered alloy structures

元素间混溶性驱动的重排从无序到长程有序合金结构

• 批准号: 22K14554
• 负责人: 松本 憲志
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14554/
• 关键词: 元素間相溶性; 全率固溶型合金; ナノ粒子; 規則構造; 元素間固溶性; 長距離規則構造化

固溶合金の規則合金化はその物理的・化学的特性を劇的に変化させる有効な手段である。ところが、全率固溶型合金、例えばCo-Pd合金に対する長距離にわたった規則構造化はいまだかつて達成されたことはない。そこで本研究では、全率固溶型合金であるCo-Pd合金系の長距離にわたった規則構造の形成を目的としている。申請者は最近、FePd3合金にFeとは固溶できずPdとは固溶可能な第三元素を導入することで、前例のない規則構造の形成に成功している[1]。この固溶できない特徴を反映して、Feと導入元素が配位しない構造をとっていたため、CoPd3合金に対してもCoとは固溶できずPdとは固溶可能な第三元素を導入することで、導入元素とCoの原子位置が定まる、つまり規則構造の形成が可能と考えた。現在はCoとは固溶できずPdとは固溶可能な元素としてAuを選択しており、三元素が原子レベルに混合したナノ粒子の合成まで達成している。Co-Pd-Auの三元系相図をみると、Co-PdとPd-Auの二元系相図と同様に全組成で固溶型合金のみ形成可能であることが報告されているが、実際に合成した粒子ではCo-PdとPd-Auの二元系固溶型合金がクラスターサイズで混合したナノ粒子が形成されていることが分かった。目的としていた規則構造の形成には至っていないが、たしかにCoとAuが極力隣接するのを避けた構造を形成しており、元素間相溶性による結晶構造制御の可能性が確認された。[1] K. Matsumoto et al., Nat. Commun. 2022, 13, 1047.

The regular alloying of solid solution alloys has physical and chemical characteristics, and there are ways to change them. For example, Co-Pd alloy has long distance and regular structure. The purpose of this study is to study the formation of long-distance regular structures in Co-Pd alloy systems. The applicant has recently succeeded in forming a regular structure for FePd3 alloy by introducing Fe into solid solution and Pd into solid solution.[1] The solid solution of Fe and Co is characterized by its coordination structure. The solid solution of Co and Pd in CoPd3 alloy is characterized by the introduction of a third element into Fe and Co. The atomic position of Co is fixed. The formation of regular structure is possible. Now, Co and Pd are in solid solution, and the elements and Au are selected, and the three elements are mixed, and the synthesis of particles is achieved. Co-Pd-Au ternary system phase difference, Co-Pd-Pd-Au binary system phase difference, all compositions, solid solution alloy formation possibility, actual synthesis of particles, Co-Pd-Pd-Au binary system solid solution alloy formation possibility, mixed particles formation possibility, actual synthesis of particles, Co-Pd-Pd-Au binary system solid solution alloy formation possibility. Objective: To confirm the possibility of formation of regular structures and inter-element solubility of crystalline structures. [1] K. Matsumoto et al., Nat. Commun. 2022, 13, 1047.

项目成果

First Synthesis of Z3-Type Structure Stabilized by Inter-Element Miscibility

首次合成通过元素间混溶性稳定的 Z3 型结构

• 发表时间: 2022
• 作者: Zhang Chitengfei;Cai Yilun;Guo Le;Tu Rong;Zheng Yingqiu;Li Bao-Wen;Zhang Song;Gao Tenghua;K. Matsumoto; R. Sato; Y. Tatetsu; T. Teranishi
• 通讯作者: K. Matsumoto; R. Sato; Y. Tatetsu; T. Teranishi

Magnetic properties of Pt-Fe-Ir alloy nanoparticles with various crystal structures

不同晶体结构的Pt-Fe-Ir合金纳米颗粒的磁性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Zhang Chitengfei;Cai Yilun;Guo Le;Tu Rong;Zheng Yingqiu;Li Bao-Wen;Zhang Song;Gao Tenghua;K. Matsumoto; R. Sato; Y. Tatetsu; T. Teranishi;桑田 瑞輝,松本 憲志,寺西 利治
• 通讯作者: 桑田 瑞輝,松本 憲志,寺西 利治