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金属多層膜の機械的性質の格子理論による解明

使用晶格理论阐明金属多层膜的机械性能

基本信息

批准号：
02254208
负责人：
神藤欣一
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の最終目標はAg/Pd,Cu/Ni系などの金属人工格子に見られる弾性定数の異常増大(又は減少)現象を調節可能なパラメ-タ-を含まない第一原理の固体電子論を用いて理解することにある。しかし本年度は,最終目標への第一段階として自然界の超格子である金属間化合物の機械的性質(弾性定数と格子定数変化の相関)に関する理論的研究を行なった。具体的には25at%(L1_2型,DO_<22>型構造など),12.5at%及び6.25at%濃度のAl基及びNi基規則合金を取り上げ,第一原理のASW法とFLAPW法を用いて平衡格子定数と体積弾性率の計算を行なった。又,ずれ弾性率変化の計算にはMoーRe合金を選んだ。現在,任意パラメ-タ-を含まない第一原理電子論として種々の方法が開発されているが,本研究では信頼性の保障されている上記の二つの方法を採用した。特にNi基合金とAl基合金を中心にして計算を行なった理由は次の点にある。(i)L1_2型構造の金属間化合物Ni_3Alを析出相の形で含むNi基超合金は強度に逆温度依存性を有するために高温構造用材料としてジェットエンジンのタ-ビン動翼材などに用いられている。しかし,母体となるNi金属の弾性定数を最も効果的に増大させる方法はみつかっていない。(ii)Al基合金に関しては軽量高剛性合金として知られるAlーLi合金を取り上げヤング率増大現象に着目した。すなわち,母体よりも弾性的に軟らかいLiを添加することによりAl基合金の弾性定数が増大することの原因を追求した。これらの計算により以下の点が明らかとなった。Al基合金とNi基合金に共通して,母体の金属の格子定数を減少(増大)させる添加元素は合金の弾性定数を増大(減少)させる傾向がある。同時に弾性定数の増大や減少には母体と溶質原子間に生ずる電荷移動の効果が重要である。これらの一般的原理は金属人工格子の弾性定数の異常の問題にも適用可能であると考えられる。

The ultimate goal of this study is to understand the application of the first principles of solid-state electron theory to regulate the abnormal increase (and decrease) of the properties of Ag/Pd,Cu/Ni systems in metal artificial lattices. This year, the ultimate goal is to conduct theoretical research on the mechanical properties of intermetallic compounds (correlation between property determination and lattice determination) at the first stage of nature's superlattice. For Al and Ni based regular alloys with concentrations of 25 at %(L1_2 type,DO_<22>type structure), 12.5 at % and 6.25 at %, the ASW method and FLAPW method were used to determine the volume ratio of the equilibrium lattice. In addition, the calculation of the change of the property of Mo-Re alloy is carried out. Now, the methods of first principle electron theory and the methods of second principle electron theory are developed, and the methods of second principle electron theory and the methods of third principle electron theory are adopted in this study. Ni-based alloys (i)L1 Ni-based superalloys with Ni-type structure have inverse temperature dependence on strength, and are used in high temperature structural materials. The method of increasing the number of properties of Ni metal from the parent metal to the most effective one is to increase the number of properties of Ni metal from the parent metal. (ii) Al-based alloys are related to the increase in the number of high-rigidity alloys and the increase in the number of Al-Li alloys. The reason for the increase in the properties of Al-based alloys is that Li is added to the matrix. The following points are added to the calculation. Al-based alloys and Ni-based alloys have a tendency to decrease (increase) the lattice constant of the parent metal and to increase (decrease) the lattice constant of the alloy with the addition of elements. At the same time, the increase or decrease of the number of properties is important for the effect of charge transfer between parent and solute atoms. The general principle of metal artificial lattice is applicable to the problem of abnormal number of properties.