Au-Cd合金におけるゴム弾性的挙動の軌道放射光による研究

轨道同步辐射研究金镉合金橡胶弹性行为

基本信息

批准号：
01550504
负责人：
大塚和弘
金额：
$ 1.28万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

Au-47.5at%Cd合金には、ゴム弾性的挙動と呼ばれる古くから良く知られた奇妙な性質がある。これは、この合金をマルテンサイト変態直後変形すると、普通の金属と同様塑性変形を示すが、変態後室温で14時間程度時効すると、変形後応力除荷だけで歪が回復してしまうゴムのような性質である。歪の回復は、マルテンサイト中の双晶の可逆的な移動によって生ずることは明らかになっているが、時効によって双晶境界になぜ復元力が生ずるかは明らかでない。この現象に対しては二、三の機構が提唱されているが、いずれも実験的な裏付けがない。これらの中で、Liebermanのモデルは興味深いものである。彼のモデルによれば、双晶シア-は応力負荷後直ちに生ずるが、原子の微調整であるシャッフルには時間がかかることになり、双晶変形後マルテンサイトの構造は時間と共に変わることになる。この構造変化は短時間で起こるため、高エネルギ-物理学研究所の軌道放射光の高輝度のX線を用いて研究するのが、本研究のねらいである。まず構造因子の計算から、Liebermanのモデルが正しければ、回折X線の強度に十分検出可能な変化の生ずべきことが明らかになった。そこで軌道放射光の4軸回折計を用いて、8個の反射に対し、変態後5分から30分の間の強度ならびにプロファイルを時間の関数として測定した。この結果、回折線の積分強度は、変態後何ら変化しないことが明らかになった。このことは、Liebermanのモデルが成り立たないことを明らかにしている。これは否定的な結果であるが、ゴム弾性的挙動を理解する上で重要な結果である。次により肯定的な結果をうるため、測定精度を500倍に上げて測定した結果、off-Bragg条件では、回折線のプロファイルが時間と共にわずかながら変化し、結晶の中にロ-カルな変化が時効と共に生じているという結果が得られた。時効に伴うプロファイルの変化を今後も更に研究していく予定である。

AU-47.5AT％CD合金具有一种奇怪而古老的特性，称为橡胶弹性行为。这是一种类似橡胶的特性，该合金在马氏体转化后立即变形，它像普通金属一样表现出塑性变形，但是在转化后，如果在室温下陈化了约14小时，则在变形后通过压力消除恢复应变。显然，由于双胞胎在马氏体中的可逆运动而发生应变恢复，但尚不清楚为什么衰老在双边界会产生韧性。已经提出了这种现象的几种机制，但是这些机制均未得到实验支持。其中，Lieberman的模型令人感兴趣。根据他的模型，双剪切在应力加载后立即发生，但是改组是对原子的良好调整，需要时间，并且在双变形后，马氏体的结构随时间而变化。由于这种结构变化发生在短时间内，因此这项研究的目的是使用高能量物理研究所的高亮度X射线进行研究。首先，结构因子的计算表明，如果Lieberman的模型正确，则应在衍射X射线的强度中发生足够的可检测到的变化。因此，使用轨道同步辐射的4轴衍射仪，在转化后5至30分钟之间八个反射的强度和轮廓作为时间的函数测量。结果，揭示了衍射线的综合强度在转换后根本不会改变。这清楚地表明，Lieberman的模型不成立。这是一个负面的结果，但是理解橡胶弹性行为的重要结果。接下来，为了获得更积极的结果，测量值增加了500倍，结果表明，在野外条件下，衍射线曲线随时间略有变化，并且局部变化发生在随着老化的晶体中。我们计划继续进一步研究与限制法规相关的概况变化。