拡散対法によるジルコニウム基2元系合金状態図の探索

○研究目的状態図は,材料開発において必要不可欠であり,その重要性から材料開発における『地図』とも呼ばれる.しかしながら,現代においても全てが網羅・解明されているとは言えない.申請者らは過去の研究において,高温型形状記憶合金として注目されているTi-Pd,Zr-Pd合金状態図の検証を,拡散対法を用いて行い,新相の発見をはじめとする状態図の修正を行ってきた.また最近の研究によると,ZrNiCo合金において約23%の高延性を有するB2型金属間化合物の存在が報告されている.このような現象を理解し説明する上では,その基礎となる2元系状態図に着目する必要があるが,これらの状態図についての報告は近年なされておらず,未確定領域も存在する.そこで本研究では,未確定領域が含まれるZr-Co,Cu等のZr基2元系状態図に着目し,拡散対法と電子顕微鏡による金属組織学の観点から相境界を決定して実験状態図を確立することを目的とした.○研究方法本研究では,拡散対法と目的組成の溶製合金の分析により確認を行った,拡散対法とは,濃度の異なる合金を固相又は液相の状態で接合し,所定の拡散熱処理により異相界面を生じさせ,EPMA等の分析により得られた濃度プロファイルから平衡組成を得る手法である.○研究成果Zr-Cu系合金においては,従来の状態図との大きな違いは見いだせなかったが,Zr-Co系合金においては,新たにZr_3Co相の存在を確認した.過去の研究を調査すると,その存在は示唆されながらも,長きにわたって状態図へ反映されていないことが分かった.今後は,その結晶構造などを調査の上,状態図への反映を行っていく予定である.

○研究目的状態図は,材料開発において必要不可欠であり,その重要性から材料開発における『地図』とも呼ばれる.しかしながら,現代においても全てが網羅・解明されているとは言えない.申請者らは過去の研究において,高温型形状記憶合金として注目されているTi-Pd,Zr-Pd合金状態図の検証を,拡散対法を用いて行い,新相の発見をはじめとする状態図の修正を行ってきた.また最近の研究によると,ZrNiCo合金において約23%の高延性を有するB2型金属間化合物の存在が報告されている.このような現象を理解し説明する上では,その基礎となる2元系状態図に着目する必要があるが,これらの状態図についての報告は近年なされておらず,未確定領域も存在する.そこで本研究では,未確定領域が含まれるZr-Co,Cu等のZr基2元系状態図に着目し,拡散対法と電子顕微鏡による金属組織学の観点から相境界を決定して実験状態図を確立することを目的とした.○研究方法本研究では,拡散対法と目的組成の溶製合金の分析により確認を行った,拡散対法とは,濃度の異なる合金を固相又は液相の状態で接合し,所定の拡散熱処理により異相界面を生じさせ,EPMA等の分析により得られた濃度プロファイルから平衡組成を得る手法である.○研究成果Zr-Cu系合金においては,従来の状態図との大きな違いは見いだせなかったが,Zr-Co系合金においては,新たにZr_3Co相の存在を確認した.過去の研究を調査すると,その存在は示唆されながらも,長きにわたって状態図へ反映されていないことが分かった.今後は,その結晶構造などを調査の上,状態図への反映を行っていく予定である.