合金ナノ粒子における相平衡の解析

合金纳米粒子的相平衡分析

• 批准号: 11123221
• 负责人: 森 博太郎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11123221/
• 关键词: ナノ粒子; 相平衡; 電子顕微鏡

ナノ粒子においては急速な合金化が起こるとともに対応するバルク物質とは異なる様々な相安定性を示す。本研究では、急速な合金化を利用して生成された種々の合金ナノ粒子において出現する微細組織の熱的安定性について調べた。その場蒸着装置が組み込まれた200kV電顕を用いて、Au-Sn、Au-Sb、Au-Sn-Pb系等についてバルク合金では二相領域に相当する組成をもつ合金ナノ粒子を作製した。これらの合金ナノ粒子について、低温から高温における微細構造を観察し、以下の知見を得た。(1)バルク合金では二相領域に相当する組成をもつ合金ナノ粒子においては、異なる二相間の明瞭な界面は存在せず、粒子内部がサブナノスケールにまで微細化されたアモルファスと類似した相が生成する。(2)このアモルファス的微細組織は融点の近傍まで保持され結晶化過程を経ずに溶融すること、また、凝固過程においても液相からこの組織が直接現れることから、ここで見られるアモルファス的微細組織は熱的に高い安定度を有する構造であると考えられる。(3)バルクの相図における二相領域の組成幅が広い系ほどこのような微細化が起こりにくい。(4)粒径が小さい粒子ほどこのアモルファス的微細組織は高い温度まで安定である。以上から、このような合金ナノ粒子においては、構成原子間の化学的環境を優先した構造が高い安定度を有することを明らかにした。

The particles are rapidly alloyed and the phase stability is demonstrated. In this study, rapid alloying was used to produce alloy particles and to adjust the thermal stability of fine structures. The field evaporation device is composed of 200kV electric field, Au-Sn, Au-Sb, Au-Sn-Pb system, etc. The following observations were made on the microstructure of the alloy particles at low temperatures and high temperatures. (1)The composition of the alloy is equivalent to that of the two-phase domain. The alloy particles have clear interfaces between the two phases, and the particles have fine internal structures. (2)The micro-structure of this kind of crystal is close to the melting point, and the crystallization process is maintained. The melting, solidification and solidification process are carried out in the liquid phase. The micro-structure of this kind of crystal is directly present. The micro-structure of this kind of crystal has high thermal stability. (3)The composition of the two-phase domain is divided into two parts: (4)The fine structure of small particles is stable at high temperatures. The above mentioned alloy particles have high stability and structure, and the chemical environment between atoms has high priority.

项目成果

H. Yasuda, H. Mori: "Spontaneous alloying in nanoparticles in the Sb-Au system"Journal of Electron Microscopy. (2000)

H. Yasuda、H. Mori：“Sb-Au 系统中纳米粒子的自发合金化”电子显微镜杂志。

H. Yasuda, H. Mari: "Alloying reaction between nanometer-sized indium and gold particles at reduced temperatures"Materials Science Forum. 307. 167-170 (1999)

H. Yasuda、H. Mari：“纳米尺寸的铟和金颗粒在低温下的合金化反应”材料科学论坛。