高分解能TEM画像処理によるPd-Ce合金相の局所構造解析

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本研究では、Pd_7Ce組成(11.0〜14.0at%Ce組成)付近を主に高分解能電子顕微鏡(HRTEM)により詳細に観察し、これらのHRTEM像に画像処理を施して定量的に解析することで、低Ce組成側のPd-Ce合金系の相状態について原子レベルでの結晶学的情報を得ることを目的とした。特に、この組成域に存在する規則相の安定存在領域、Pd_7Ce相における短範囲規則(SRO)状態の実態、およびSROの形成を伴う規則化過程における局所領域の原子配列変化を解明することを試みた結果、次のような結論を得た。1.11.0,12.5,14.0at%Ce組成合金は、1073Kではいずれも短範囲規則(SRO)状態である。また、873Kではそれぞれ、(α-Pd+Pd_7Ce)2相共存、Pd_7Ce単相、(Pd_7Ce+L-Pd_5Ce)2相共存状態をとる。2.1073K付近に存在するSROは、不規則母相中にL1_0型を基本とする構造のマイクロドメインが多数分散した状態にあり、格々のマイクロドメインは〔001〕方向に対して第2種の逆位相境界(APB)が周期的に挿入された変調構造を有している。また、APBの挿入周期には組成依存性があり、Ce組成の増加と共に連続的に増大する。3.Pd_7Ce相の規則化過程では、まず不規則母相中に第2種APBが周期的に配列したL1_0型構造のマイクロドメインが生成される。これらのマイクロドメインは規則化の進行と共に成長していきながら、徐々にその構造をPd_7Ce相の規則構造へと変化させていく。また、APBはマイクロドメインの成長と共にその周期(挿入間隔)を増大させ、規則化の後期では消滅する。