イオンビームを用いた,水素の結晶格子内位置の研究

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金属中の水素の拡散機構を調らべるには、まず結晶中での水素の状態 特にその格子位置を知る必要がある。そのためにはイオンビームを用いたチャネリング法が非常に有効である。従来重水素については多くの実験がなされているが、水素に対しては同じ方法が適用出来ないので行なわれていなかった。我々は最近【^(11)B】ビームを用いた【^1H】(【^(11)B】,α)ααの核反応とチャネリング法を組合わせた方法で実験を試み、その有効性を明らかにした。この方法を用いて本年度は次の研究を行った。1. パナジウム中の水素の、応力による状態の変化。既にV【H_(0.1)】につき150℃(α相)で格子位置の決定を行い、水素は格子間四面体位置(Tサイト)を占めることを明らかにした。さらに、この試科を室温に下げβ-相を析出させ、次いで150℃に再加熱してβ-相を再固溶させた時水素の位置が変化することを見出し、X線回折線の幅の変化の測定と合わせて、水素の位置の変化がβ-相の析出の再固溶の際導入された内部歪によるものと考えた。今回、これを明らかにするため、外部から7Kg/【mm^2】(弾性限以下)の圧縮応力を〈001〉方向にかけ、チャネリング実験を行った。その結果、上記と同様、水素の格子位置変化が見出され、これは変位したTサイト(displaced-T)または4つのTサイトニまたがった4T状態であることがわかった。また圧縮応力を除去するとTサイトに戻る。この変化は、弾性限以下の応力で拡散係数が数十倍に増大する超拡散現象と密接に関係していると考えられる。今後さらに詳細な実験を行う予定である。2. ニオブ中の水素の格子位置バナジウム中の場合と同様の実験を行い、α相では水素はT-サイトを占めること。また、同様の熱処理を行った場合、ニオブでは水素の位置変化は認められよいことが明らかとなり、これから、ニオブ中の水素はバナジウム中の水素ほど歪に敏感ではないと結論された。