高融点金属間化合物における拡散の研究

高熔点金属间化合物的扩散研究

• 批准号: 06215203
• 负责人: 中嶋 英雄
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Iwate University
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06215203/
• 关键词: 金属間化合物; 拡散; 反応拡散; 相互拡散; 規則構造; アルミナイド

(1)金属間化合物の拡散で最も多くの研究がなされてきたのはB2型であり、その拡散機構としてSix-Jump Vacancy CycleモデルやTriple Defectモデルが提案されてきた。一方、L1_2型金属間化合物に関しては、これまで構成原子の両元素の拡散係数が測定された系はなかった。我々は^<63>Niおよび^<68>Geの放射性同位元素が共にトレーサーとして利用できることに注目し、L1_2型金属間化合物Ni_3GeにおけるNiとGeの拡散係数を測定した。その結果、Niの拡散係数D_<Ni>はD_<Ge>よりも30倍も大きいことが見い出された。このように、major elementがminor elementよりも速く拡散する傾向は、最近、D0_3型のFe_3Siなどでも見い出されている。(2)もし、1元素のトレーサー自己拡散係数D_Aと熱力学的因子φが既知であり、さらに相互拡散係数D_<AB>を測定すれば、Darkenの式を用いて、もう一方のトレーサー自己拡散係数D_Bの大きさを見積もることができる。我々はこのようなアプローチで、L1_0型金属間化合物TiAl単相、D0_<19>型金属間化合物Ti_3Al単相、B2型金属間化合物CoTi単相における相互拡散の測定を行った。本研究では、TiAl単相中での相互拡散係数の温度依存性を測定した。KnollらのTiの自己拡散の結果に近い値であり、平野らによる多相相互拡散係数とは大きく異なる。多相相互拡散は非平衡過程であり、また、界面効果が大きいなどの理由からintrinsicな拡散係数とは見なせないだろう。(3)D0_<19>型金属間化合物Ti_3Al単相での27at%Al合金と34at%Al合金との拡散対による測定結果に関して、24at%Al合金と34at%Al合金との拡散対の場合は、濃度分布が誤差関数に従わない。このことは相互拡散に顕著な濃度依存性のあることを示している。(4)B2型金属間化合物CoTi単相における相互拡散の測定結果は、van Looらによる多相相互拡散係数とは大きく異なっている。以上のことから、従来の多相相互拡散実験から決定された相互拡散係数は、intrinsicな拡散係数ではないと考えられる。

（1）关于金属间化合物在B2类型中的扩散进行的最多研究，并且已经提出了六跳的空位循环模型和三重缺陷模型作为扩散机制。另一方面，以前没有使用系统来测量组成原子两个元素的扩散系数。我们注意到， ^<63> Ni和 ^<68> GE放射性同位素都可以用作示踪剂，并测量了L1_2金属金属间化合物Ni_3GE中Ni和GE的扩散系数。结果，发现Ni的扩散系数D_ <ni>比D_ <ge>大30倍。通过这种方式，在D0_3类型的Fe_3Si中发现，主要元素比次要元素更快地扩散的趋势。 （2）如果已知示踪剂自扩散系数D_A和热力学因子φ，并且测量了一个元素的互扩散系数D_ <ab>，则可以使用DAMVEN方程来估计另一个示踪剂自扩散系数D_B的大小。我们已经测量了在L1_0金属间化合物单相，D0_ <19>金属间金属化合物TI_3AL单相中的扩散和B2金属间化合物COTI单相。在这项研究中，测量了单个阶段中排水系数的温度依赖性。该值接近Knoll等人Ti自扩散的结果，并且与Hirano等人的多相跨扩散系数有显着不同。多相交叉扩散是一个非平衡过程，由于其较大的界面效应，因此不能被视为固有扩散系数。 （3）关于在D0_ <19>的单相的27AT％AL合金的扩散对和34AT％AL合金的测量结果，在24AT％Al铝的扩散对和34AT％Aloy的扩散对的情况下，浓度分布不遵循误差函数。这表明相互扩散存在显着的浓度依赖性。 （4）在B2金属间化合物COTI的单相中，相互扩散的测量结果与Van Loo等人的多相跨扩散系数显着不同。从以上，可以认为从常规多相交叉扩散实验确定的相互扩散系数不是固有的扩散系数。

项目成果

中嶋英雄: "TiAlおよびTi_3Al金属間化合物における酸素の拡散" 東北大学金属材料研究所新素材開発施設共同利用研究報告書. 5. 210-212 (1994)

中岛秀夫：“TiAl和Ti_3Al金属间化合物中氧的扩散”东北大学材料研究所新材料开发设施联合使用研究报告5. 210-212 (1994)。

W.Sprengel: "Single-phase Interdiffusion in TiAl" 岩手大学工学部研究報告. 47. 1-4 (1994)

W. Sprengel：“TiAl 中的单相相互扩散”岩手大学工程学院研究报告 47. 1-4 (1994)。