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.

固定合金的有序合金是急剧改变其物理和化学特性的有效手段。但是，尚未实现总速率固定合金（例​​如CO-PD合金）的长距离顺序结构。因此，这项研究旨在形成co-PD合金系统的长距离有序结构，即总速率固体合金。最近，申请人通过引入无法用Fe固体固定的第三个元素成功地形成了前所未有的常规结构，并且可以在FEPD3合金中用PD固体固化[1]。反映了这种功能无法固化的功能，人们认为Fe和引入的元素具有无法坐标的结构，即使COPD3合金也无法与CO固化并用PD稳固地溶解，因此可以确定引入元件的原子位置，这意味着可以形成常规结构。当前，AU被选为无法与CO固体溶剂的元素，并且可以用PD固体溶剂，并且已经实现了在原子水平上混合三个元素的纳米颗粒的合成。从co-PD-AU的三元相图中，据报道，只有固定溶液可以在整个组合物中形成，就像co-PD和PD-AU的二元相图一样，但是发现通过将二进制固量合成的二进制固量合成组成的二进制固量合成中的二进制固定合成中的合成中的二进制固量合成。尽管尚未形成靶向的规则结构，但确实形成了结构，在该结构中避免了CO和AU尽可能接近，并且已经确认了由于相互兼容性而控制晶体结构的可能性。 [1] K. Matsumoto等，Nat。社区。 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

Stabilization of unprecedented crystal phases of metal nanomaterials

• DOI: 10.1016/j.trechm.2022.12.011
• 发表时间: 2023-03-01
• 期刊: TRENDS IN CHEMISTRY
• 影响因子: 15.7
• 作者: Matsumoto，Kenshi;Sato，Ryota;Teranishi，Toshiharu
• 通讯作者: Teranishi，Toshiharu