陽電子マイクロビームによる原子空孔二次元分布計測

正电子微束二维原子空位分布测量

基本信息

批准号：
19025003
负责人：
藤浪眞紀
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Chiba 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

巨大ひずみの機構解明に資する空孔型欠陥の二次元分布計測を目的とした。陽電子は空孔型欠陥の直接的な高感度プローブであるが, これまではバルクの平均情報を与えるにとどまっていた。本研究では, 陽電子を局所分析可能なプローブとしてマイクロビーム化を実現し, ひずみを負荷した試験片の二次元空孔分布を計測することにより塑性変形や強度に関しての機構解明に資する。線源を22Naとした陽電子ビームは独自のマイクロビーム化技術を用い, かつインレンズ型対物磁界レンズによる二次集束により, ビーム径100μm以下で試料に入射される。ビームを試料上に走査して消滅γ線をGe半導体検出器で検出し, Sparameterの試料位置依存性を求める。鉄に対する24.5keVの陽電子の平均の注入深さは950nmである。圧延した高純度鉄(99.997%)を800℃で焼鈍することにより空孔を除去し, 破断まで引っ張ったもの(破断までの変形量約20%)を試料とした。くびれ部でS parameterが引張応力に対応して増加し, 空孔型欠陥(主として転位)の発生が認められた。一方で, 破断部近傍0.1mm領域でS parameterの急激な増加が観測された。その結果は, 破断部には空孔型欠陥の凝集が生じていることを示唆している。本研究では, 初めて局所的な空孔分布を計測することができ, これは巨大ひずみが局所的に形成されるボールミル加工材や磨耗材の評価に利用することができることがわかった。今後, 巨大ひずみ材料に本法を応用し, 空孔の挙動や制御を考察していく予定である。

目的是测量空置缺陷的二维分布，这有助于阐明巨型菌株的机制。正电子是空置缺陷的直接敏感探针，但直到现在，它们仅提供了批量的平均信息。在这项研究中，微膜被实现为可以局部分析正上子的探针，并且通过测量应变标本的二维孔分布，它对于阐明有关塑性变形和强度的机制很有用。具有22NA源的正电子束在样品上入射，横梁直径为100μm或以下的二阶聚焦使用使用透镜内物镜磁场透镜。将光束扫描到样品上，并用GE半导体检测器检测到an灭伽玛射线，以确定撑钉的样品位置依赖性。铁的平均植入深度为24.5 keV正电子的铁为950 nm。通过在800°C下将滚动的高纯铁（99.997％）退火来制备样品，以去除孔，然后将其拉开以破裂（约有20％的变形量直至断裂）。响应拉伸应力，狭窄区域中的S参数增加了，并且观察到空缺缺陷的发生（主要是脱位）。另一方面，在断裂点附近的0.1 mm区域中观察到S参数突然增加。结果表明，空置缺陷的聚集发生在断裂点。在这项研究中，发现可以首次测量局部空位分布，并且可以用来评估球磨碎的材料和磨损材料，这些材料在本地形成巨大的应变。将来，我们计划将此方法应用于巨型应变材料，以考虑空置孔的行为和控制。