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超塑性を示す超微細結晶粒材料の粒界原子構造の電子構造の研究

超细晶材料超塑性晶界原子结构电子结构研究

基本信息

批准号：
10122204
负责人：
市野瀬英喜
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は超塑性現象を「構造」の立場から追求解析し、設計の概念・手法を超塑性材料開発に導入することを目指した。具体的には、組織(構造)的共通項である"微細粒"を実現し、電子顕微鏡による組織構造観察、電子線回折による方位関係の分布、高分解能電子顕微鏡による原子構造観察及び電子エネルギー損失分光法(EELS)による電子構造の解析を、主として結晶粒界に関して行ない、特に超塑性困難な物質の超塑性材料化の方策を探る。対象は最も硬いことで知られるダイヤモンドとした。常識的には塑性変形すら非常に困難である。しかし、超微細結晶粒が得やすくEELS解析に適し、基礎研究に好適である。超微細粒多結晶ダイヤモンドは、改良型MOCVD法によって、作成した。組織は、μmレベルの結晶が更に数十ナノメートルの結晶粒よりなる二重構造をなす。粒界はΣ3CSLが最も多く、ランダム粒界は少ない。最大の特徴は、粒界中の3配位原子が、π結合によって周囲と結ばれていることにある。π結合の数は粒界の種類によって異なった。これは、グラファイトが滑りやすいことから想像できるように、σ結合とπ結合のバランスを、それぞれの粒界で案配することが出来れば、粒界滑りによる可塑ダイヤモンドが、不可能でないことを示唆する。この知見をもとに、最も小さな(薄い)炭素結晶であるカーボンナノチューブの電顕中その場変形を行ったところ、見事に塑性変形した。塑性変形は転位の移動によらず、sp3-πの中に、局所的にダイヤモンド型のsp3が出来て、これが移動することに依った。本研究により、可塑ダイヤモンドへの途が、僅かながら開けたと自負する。

This study is aimed at the introduction of superplastic materials from the viewpoint of "structure" of superplastic phenomenon, and the pursuit of analysis, design concept and method. The common term of specific structure is the realization of "fine particles", the observation of structure by electron microscopy, the distribution of orientation relationship of electron beam reflection, the observation of atomic structure by high resolution energy electron microscopy, and the analysis of electron structure by electron loss spectroscopy (EELS). The image is the most difficult to understand. It is very difficult to change the shape of common sense. EELS analysis and basic research are suitable for ultra-fine crystal particles. Ultrafine grain polycrystalline silicon is produced by modified MOCVD method. The structure of the crystal particles is composed of a double structure. The most important thing is that there is no shortage of CSL in the world. The largest characteristic is that the three coordination atoms in the grain boundary are combined with each other. The number of π-binding particles varies from one species to another. The following is an example of how to combine the two types of materials: plastic, plastic, and impossible. The most important thing is that the carbon crystal has a large diameter and a small diameter, and the carbon crystal has a large diameter and a small diameter. The plastic deformation is the movement of the position, sp3-π, and sp3-π. This study is aimed at improving the quality of the products.