過冷却液体からの金属ガラス生成過程の直接観察

直接观察过冷液体中金属玻璃的形成过程

• 批准号: 18029025
• 负责人: 小原 真司
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Japan Synchrotron Radiation Research Institute
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18029025/
• 关键词: 金属ガラス; 液体; 高エネルギーX線回折; 過冷却液体

本年度は、金属ガラス融体および過冷却液体の構造データを得るために開発した液体試料を無容器で不活性ガスで浮遊させる装置は長時間試料を安定に浮遊させる技術、ノウハウが確立し、安定して実験できるようになった.そして、SPring-8における高エネルギー放射光を用いた一連の回折実験から金属ガラスになる液体(Zr-Cu合金,Zr-Ni合金)およびならない液体(Zr-P合金)の構造解析を行い、金属ガラスにならない液体はその原子配列がまったくランダムであるが、金属ガラスになる液体はある種の秩序が存在することを実験的に明らかにした.さらにこの秩序はZr-Cu合金とZr-Ni合金では液体状態においてもガラスにおける両者の構造の差と同様に、明確に異なっており、Zr-Ni合金においては化学的な短距離秩序が存在していることが示唆された.詳細な構造解析は逆モンテカルロシミュレーションおよび経験的ポテンシャルを用いたシミュレーションを併用して現在も行っており、これらの成果をまとめて論文にする予定である.また、金属融体が過冷却液体を経て結晶化する過程を高速二次元検出器を用いて最高で20msecの時間分解能で捉える環境を整えた.そして、Zr-Cu合金、Zr-Ni合金、Zr-Cu-Al合金、Zr-Ni-Al合金が液体から過冷却液体を経て凝固する際のX線回折パターンの違いをリアルタイムで検出し、さらに、過冷却液体中に析出する結晶核の分散の差および結晶粒径が各合金において異なることを示した.凝固過程の実験は今後も継続して行うことにより、合金の差による系統的な差が明確にできると考えている.

は this year, the metal ガ ラ ス melting body お よ び supercooled liquid の tectonic デ ー タ を have る た め に open 発 し た liquid sample を not container で active ガ ス で planktonic さ せ る device は long sample を settle に planktonic さ せ る technology, ノ ウ ハ ウ が establish し, stable し て be 験 で き る よ う に な っ た. そ し て, SPring - 8 に お け る high エ ネ ル ギ ー radiation light を using い た for の inflexion be 験 か ら metal ガ ラ ス に な る liquid (Zr - Cu alloy, Zr - Ni alloy) お よ び な ら な い liquid (Zr - P alloy) の structure line を い, metal ガ ラ ス に な ら な い liquid は そ の atoms with column が ま っ た く ラ ン ダ ム で あ る が, metal ガ ラ ス に な る liquid は あ る の Order が exist す る こ と を be 験 に Ming ら か に し た. さ ら に こ の order は Zr と Zr - Ni - Cu alloy で は liquid に お い て も ガ ラ ス に お け る struck the poor の と の structure with others に, clear に different な っ て お り, Zr - Ni alloy に お い て は chemical な short order が exist し て い る こ と が in stopping さ れ た . Detailed な structure は inverse モ ン テ カ ル ロ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン お よ び 経 験 of ポ テ ン シ ャ ル を with い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を and し て line now も っ て お り, こ れ ら の results を ま と め て paper に す る designated で あ る. ま た, metal melting body が supercooled liquid を 経 て crystallization す る process を high-speed secondary yuan 検 extractor を with い て most High で 20 msec の time breakdown で え catching る environment を whole え た. そ し て, Zr - Cu alloy, Zr - Ni alloy and Zr - Cu - Al alloy and Zr - Ni - Al alloy が liquid か ら supercooled liquid を 経 て solidification す る interstate の X-ray inflexion パ タ ー ン の violations い を リ ア ル タ イ ム で 検 し, さ ら に, に analysis in the supercooled liquid The する crystal nucleus <s:1> dispersion <e:1> is different, the および crystal particle size is が, the にお て て of each alloy is different, and the なる とを とを shows that た た. Solidification process の be 験 は future も 継 続 し て line う こ と に よ り, poor alloy の に よ る system な poor が clear に で き る と exam え て い る.

项目成果

Structure of glass and liquid studied with a conical nozzle levitation and diffraction technique

使用锥形喷嘴悬浮和衍射技术研究玻璃和液体的结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Materials Science Forum 539-543
• 作者: A.Mizuno;A.Mizuno
• 通讯作者: A.Mizuno

Structure of Zr-Cu and Zr-Ni liquid alloys studied by highenergy x-ray diffraction

高能X射线衍射研究Zr-Cu和Zr-Ni液态合金的结构

• 发表时间: 2007
• 作者: A.Mizuno;S.Kohara;S.Matsumura;M.Watanabe;J.K.R.Weber;M.Takata;A.Mizuno
• 通讯作者: A.Mizuno

Structure of Zr-Cu and Zr-Ni liquid aalloys sutdied by high-energy xT-ray diffraction

高能xT射线衍射研究Zr-Cu和Zr-Ni液态合金的结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Materials Science Forum 561-565
• 作者: A.Mizuno

Structural studies of disordered materials using high-energy x-ray diffraction from ambient to extreme conditions

• DOI: 10.1088/0953-8984/19/50/506101
• 发表时间: 2007-12-19
• 期刊: JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kohara, Shinji;Itou, Masayoshi;Takata, Masaki
• 通讯作者: Takata, Masaki

高エネルギーX線回折法;ナノマテリアル工学大系 第2巻 ナノ金属(井上明久監修)

高能X射线衍射法；纳米材料工程系列第2卷纳米金属（井上明久指导）

• 发表时间: 2006
• 作者: 鈴谷賢太郎;小原真司
• 通讯作者: 小原真司