超塑性材料における粒界拡散および格子拡散

超塑性材料中的晶界和晶格扩散

• 批准号: 08242202
• 负责人: 中嶋 英雄
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08242202/
• 关键词: 超塑性; アモルファス; 過冷却液体; 拡散; ジルコニウム

Zr基多元系金属ガラスは100Kにも及ぶ広い温度範囲において超塑性を示す過冷却液体領域を有しており、その物性と応用の研究が盛んに行われている。ところで、このような超塑性現象は原子の拡散や粘性と密接に関係している。従って、拡散の知見はこのような金属ガラスにおいて生じる超塑性を理解する上で重要である。しかしながら、原子の拡散に関する知見はきわめて少ない。本研究では、Zr基金属ガラスのアモルファス相および過冷却液体相における自己拡散係数を測定し、その拡散機構を明らかにすることを目的とした。得られた実験結果を要約すると,Zr_<55>Al_<10>Ni_<10>Cu_<25>金属ガラスのアモルファス領域および過冷却液体領域における^<63>Niの拡散濃度分布はガウス分布によく従っている。このようにして測定された拡散係数Dはガラス遷移温度T_gを境にして大きく異なった温度依存性を示している。このガラス遷移温度T_gを境にして過冷却液体領域では粘性が急激に低下することが知られている。このような粘性の低下に伴い過冷却液体領域ではNi原子の最隣接および第2隣接原子がゆっくりとした原子の再配列を行っている。従って,原子が拡散ジャンプする際にはアモルファス相の場合よりも多くのconfigurationsを生じていて配置のエントロピーが大きくなっていると考えられる。

基于ZR的多金属金属玻璃具有超冷的液体区域，在高达100K的广泛温度范围内表现出巨大的液体区域，并且正在积极进行对其物理特性和应用的研究。顺便说一句，这种巨型现象与原子扩散和粘度密切相关。因此，扩散发现对于理解这种金属玻璃中发生的超塑性很重要。但是，关于原子扩散的了解很少。这项研究旨在确定基于ZR的金属玻璃的无定形相和超冷液相中的自扩散系数，并阐明扩散机制。为了总结所获得的实验结果，Zr_ <55> Al_ <10> ni_ <10> cu_ <25>金属玻璃的扩散浓度分布在无定形和超冷的液体区域中均遵循高斯分布。以这种方式测量的扩散系数D显示了玻璃过渡温度t_g的温度依赖性很大。众所周知，在该玻璃过渡温度T_G边界的超冷液体区域中粘度迅速降低。随着粘度的降低，超冷液体区域中Ni原子的最接近和第二相邻原子经历了原子的缓慢重排。因此，当原子扩散跳跃时，产生更多的构型比在非晶相中产生更多的构型，并且认为该布置的熵被认为更大。

项目成果

野中勝彦: "Diffusion in Zr_<55>Al_<10>Ni_<10>Cu_<25> Amorphous Alloy with a Wide Supercooled Liquid Region" Defect and Diffusion Forum. (印刷中). (1997)

Katsuhiko Nonaka：“具有宽过冷液体区域的 Zr_<55>Al_<10>Ni_<10>Cu_<25> 非晶合金中的扩散”缺陷与扩散论坛（1997 年出版）。

中嶋英雄: "Diffusion in Quasicrystal and Amorphous Alloy with Wide Supercooled Liquid Phase" Defect and Diffusion Forum. (印刷中). (1997)

Hideo Nakajima：“宽过冷液相准晶和非晶合金中的扩散”缺陷和扩散论坛（1997 年出版）。