異常通電効果による非晶質合金の構造緩和および結晶化過程の研究

异常电流传导效应非晶合金结构弛豫及结晶过程研究

• 批准号: 09242205
• 负责人: 水林 博
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09242205/
• 关键词: 非晶質合金; 構造緩和; 結晶化; 通電効果; 原子の集団運動; 電気泳動

非結晶合金に電流を通じると構造緩和過程および結晶化の均一核形成過程が促進される.この現象を利用して相変態に関する原子スケールでの知見を得る目的で、非晶質Pd_<80>Si_<20>合金についてパルス通電による結晶化過程を調べた。パルス通電はジュール熱による温度サイクル効果とそれ以外の電気的・磁気的効果からなっており、前者は独立に測定した。結晶化完了温度まで連続昇温した後に得られる結晶相は主としてfccーPd(Si)とPd_3Siで文献報告と合致する。一方、結晶化初期まで一旦昇温後室温へ冷却した部分結晶試料中ではfcc-Pd(Si)とPd_3Siが主成分のように見えるが、再昇温での結晶化完了後ではfcc-Pd(Si)が消え、Pd_9Si_2とPd_3Siからなる。パルス通電では結晶化開始温度が低温側に大きく移行し部分的結晶が起き、fcc-Pd(Si)とPd_3Siに加えてbct-Pd(Si)に近いと推測される未知の結晶相が出現する。その後の通常の昇温による結晶化完了後は回折反射が鋭くなるが成分は変わらない。文献では一軸応力下では結晶化開始温度が低温側に大きく移行しfcc-Pd(Si)が主生成相になること、静水圧下では結晶化開始温度が高温側に移行しfcc-Pd(Si)とbct-Pd(Si)が生成することが報告されている。また、我々は通電により一軸性内部応力が誘起されることを報告している。以上から、電気的・磁気的効果(通電効果)は(1)昇・降温サイクル効果の顕在化を抑止しており、(2)結晶化過程を大きく加速するが従来知られている応力効果のみでは説明が付かないことが分かった。例えば、一軸応力効果として核形成が原子変位により促進され、静水圧下では拡散型の核形成過程は抑止されるなどの機構が考えられるが、通電効果では未知の機構により関連する自由エネルギーが変化している可能性がある。興味深い現象であり、この追究と機構解明は今後の課題である。

Amorphous alloys are promoted by current conduction, structural relaxation and crystallization. This phenomenon is related to the understanding of the atomic structure of amorphous Pd_Si_alloy and the crystallization process of amorphous Pd_<80>Si_<20>alloy The temperature of the electric field is measured independently of the electric field. After crystallization, the temperature increases continuously, and the main crystalline phase is obtained. In the initial stage of crystallization, once the temperature is raised, the main components of Pd (Si) and Pd_3Si are cooled down at room temperature, and the main components of Pd (Si) and Pd_9Si_2 are cooled down at room temperature. The crystallization starting temperature of the sample is higher than that of the sample on the low temperature side, and the crystallization starting temperature of the sample on the transition part is higher than that of the sample on the low temperature side. After the crystallization, the reflection is sharp and the composition is sharp. The literature reports that the crystallization start temperature shifts from low temperature side to high temperature side under one axial pressure, and the crystallization start temperature shifts from high temperature side to fcc-Pd (Si)-bct-Pd (Si)-main phase under hydrostatic pressure. The internal force of the single axis is induced by electric current. The above effects of electric and magnetic energy (current effect) are: (1) suppression of crystallization of temperature rise and fall effect;(2) acceleration of crystallization process; and (3) explanation of force effect. For example, one-axis force effect and nuclear formation are promoted by atomic position. Under hydrostatic pressure, the nuclear formation process of dispersion type is inhibited by mechanism. The effect of electrification is unknown by mechanism. The possibility of free generation is discussed. Intriguing deep phenomenon

项目成果

H.Mizubayashi and N.Kameyama: "Effect of Passing Electric Current on the Crystallization Process in Amorphous Alloys" Proc.Third Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (Honolulu,1998). (in press). 6 (1998)

H.Mizubayashi 和 N.Kameyama：“通过电流对非晶合金结晶过程的影响”，第三届环太平洋先进材料与加工国际会议（檀香山，1998 年）。

谷本久典、境 誠司、水林 博: "ナノ結晶質金属材料の力学的性質" 日本金属学会報「まてりあ」. (in press). 8 (1998)

Hisanori Tanimoto、Seiji Sakai、Hiroshi Mizubayashi：“纳米晶金属材料的机械性能”日本金属研究所通报“Materia”8（出版中）。

H.Mizubayashi and T.Okamoto: "Anomalous Elastic Behavior and Probale Low-Temperature Homogeneous Deformation in Amorphous Alloys" Proc.of International Seminar on Microstructure,Micromechanics and Processing of Superplastic Material (Mie.1997). (in press)

H.Mizubayashi 和 T.Okamoto：“非晶合金中的异常弹性行为和 Probale 低温均匀变形”Proc.of 国际超塑性材料微观结构、微观力学和加工研讨会论文集 (Mie.1997)。

H.Mizubayashi, T.Okamoto, K.Koyama and M.Horiuchi: "Dynamic Anelastic Responce of Amorphous Alloys Suggesting Collective Motions Many Atoms" Acta Materialia. (in press). 8 (1998)

H.Mizubayashi、T.Okamoto、K.Koyama 和 M.Horiuchi：“非晶合金的动态非晶响应表明许多原子的集体运动”Acta Materialia。