非晶質合金中の原子の集団的運動の検証

非晶合金中原子集体运动的验证

• 批准号: 07650758
• 负责人: 水林 博
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650758/
• 关键词: 非晶質合金; 原子の集団的運動; 異常通電効果; 自由体積

10^7A/m^2程度の微弱な直流電流を非晶質合金試料に通じると構造緩和及び結晶化過程が大きな促進を受ける現象は、原子の集団的運動による電気泳動力の集中に起因すると推定される。もしそうであれば通電下で試料中に内部応力が発生する筈である。一方、非晶質合金の動的弾性率は外部応力を増すと上昇することを見出しており、前記の場合には通電下で動的弾性率が上昇する筈である。本研究ではこのことを検証する目的で、非晶質Cu_<50>Zr_<50>とCu_<50>Ti_<50>について実験を行い、通電下で動的弾性率が上昇することを実測した。また、通電下での動的弾性率の変化と外部応力によるそれは、電流密度と外部応力の大きさをスケーリングすると関数形が互いに良い一致を示した。これらのことは、通電下での内部応力の発生を実証するものである。このスケーリングから、異常通電効果における電気泳動係数(実行電荷数)Zの定量が可能になり、Cu_<50>Zr_<50>とCu_<50>Ti_<50>でそれぞれZ=3.1X10^5及び2.6X10^5の値が得られた。そこで、焼鈍によるZ及び試料の比体積変化を調べたところ、構造緩和温度域でZは約30%増大し、比体積は0.1%程度減少した。比体積の減少は比較的大きな自由体積の消失に起因しており、Zの増大は原子の集団的運動を分断していた自由体積の消失に起因すると仮定すると、原子の集団的運動における相関長が評価できる。以上の仮定を実験結果に適用すると、相関長(原子の数)として、非晶質Cu_<50>Zr_<50>で約500原子、Cu_<50>Ti_<50>で約600原子の値が得られる。このような巨大な原子の集団的運動はエントロピーの点で不利であるから、通電下でのみ誘起されていると考えられる。また、前記の相関長の値はZの極めて大きな観測値の一部を説明するのみであり、隠された因子がまだ存在することを推測させる。これらは今後の研究課題である。

A weak DC current of 10^7 A/m^2 was applied to amorphous alloy samples, resulting in structural relaxation and crystallization processes that were largely affected by the phenomenon of atomic aggregation and the concentration of electrokinetic forces. The internal forces in the sample are generated when electricity is applied. For example, the dynamic conductivity of amorphous alloys increases due to external forces, and the dynamic conductivity increases due to current. In this study, the amorphous Cu_Zr_Cu_Ti_Cu_Ti_Cu_ Zr_Ti<50>_Cu_ Zr_Ti_<50>Cu_ Ti_Zr_Cu_<50>Ti_Ti_Cu_Zr_Ti_Zr_Cu_Ti_Zr_Ti_Ti_Cu_Ti_Ti_Zr_Zr_Ti_Cu_Zr_Ti_Ti_Zr_Ti_Zr_Ti_Cu_Zr_Ti_Ti_Cu_Ti_Zr_Ti_Zr_Ti_Ti<50>_ For example, the change of the dynamic characteristic under current and the change of the external force, the change of the current density and the change of the external force, and the change of the relevant number. The internal force generation under current is verified. The values of Cu_ Zr<50>_<50>Cu_<50>Ti<50>_Z=3.1X10^5 and 2.6X10^5 are obtained. The specific volume of the sample increases by about 30% in the temperature range of structural relaxation, and decreases by 0.1% in the temperature range of structural relaxation. The decrease in specific volume is caused by the disappearance of relatively large free volume, and the increase in specific volume is caused by the separation of free volume and the disappearance of relatively large free volume. The above results are applicable to amorphous Cu_<50>Zr_<50>(about 500 atoms) and Cu_<50>Ti<50>_(about 600 atoms). The movement of the giant atomic group is not conducive to the development of electricity. A part of the correlation value of Z is explained by the correlation factor of Z and Z. Future research topics.

项目成果

R. Takemoto, M. Nagata and H. Mizubayashi: "Effects of Passing Electric Currenton The Elastic Property of Amorphous Cu_<50>Zr_<50>" Acta Metallurgica et Materialia.(accepted). 11

R. Takemoto、M. Nagata 和 H. Mizubayashi：“通过电流对非晶 Cu_<50>Zr_<50> 弹性性能的影响”Acta Metallurgica et Materialia。（已接受）。

H. Mizubayashi, R. Takemoto and Y. Seki: "Collective Motion of Many Atoms in Amorphous Alloys Induced under Passing Electric Current" Materials Science and Engineering A. (accepted). 4

H. Mizubayashi、R. Takemoto 和 Y. Seki：“电流通过下诱导的非晶合金中许多原子的集体运动”材料科学与工程 A.（已接受）。

R. Takemoto and H. Mizubayashi: "Effects of Passing Electric Current on Stru ctural Relaxaion, Crysta llization The Elastic Property of Amorphous Cu_<50>Ti_<50>" Acta Metallurgica et Materialia. 43. 1495-1504 (1995)

R. Takemoto 和 H. Mizubayashi：“通过电流对结构松弛、结晶的影响以及非晶 Cu_<50>Ti_<50> 的弹性性能”Acta Metallurgica et Materialia。