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極低温から高温にわたる広い温度域での精密熱容量測定による金属ガラスの熱力学的研究

通过在极低温度到高温的宽温度范围内精确测量热容来研究金属玻璃的热力学

基本信息

批准号：
10J09646
负责人：
内田敦子
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の結晶金属に比べて,優れた物理的・化学的性質を有するZr基金属ガラスについて,作製条件による緩和状態の比較,アニールによる変化,結晶化に伴い,熱力学的性質がどのように変化するのかを詳細に調べた.水素吸蔵合金として注目されているZr系金属ガラスの熱容量測定を行い,水素吸蔵の有無が熱容量におよぼす影響について調べた.Ni_0.36Nb_0.24Zr_0.40の熱容量を緩和法で測定したところ,室温以下での熱容量の絶対値は水素吸蔵により減少することから,このガラス中では吸蔵された水素が周囲の結合力を変化させ,原子振動が固くなっているのではないかと考えられた.一方,2.3Kに超伝導転移による熱容量ジャンプが観測された.またこの合金に対して10%水素を吸蔵させた合金でも同じく超伝導転移が観測されたが,転移温度は2.1Kと低くなった.また,水素吸蔵体では超伝導相転移による熱容量ジャンプが小さくなり,試料中に不均一構造が導入されたのではないかと考えられた.水素吸蔵金属ガラスの母合金である,Ni-Nb-Zr系金属ガラスの低温熱容量測定を行い,熱容量の組成依存性を調べた.Ni_0.54Nb_0.36Zr_0.10の熱容量との差を計算すると,たがいに類似したショットキー型熱容量の形になった.ピーク位置が変化せず,高さのみが変化したことからNi由来の比較的高振動数の振動モードがZr由来の低振動のモードに変化したためと考えられた.また,Ni,Nb,Zr単体結晶の加算した熱容量と今回のガラスの熱容量とを比較すると,50K付近にこぶを持つ過剰熱容量があり,そのピーク温度は組成によって変化しないことからガラス化に起因する過剰分であると考えられた.その過剰熱容量の組成依存性から,x=0.40の試料がガラスの過剰性から来る振動モードの数が最も多いことが示され,この結果はガラスの安定性の組成変化と相関することを見だした.

The crystalline metal has excellent physical and chemical properties, compared with the mild state of Zr-based metal, compared with the mild state of processing conditions, and adjusted in detail with respect to thermodynamic properties. In the determination of the heat capacity of Zr series metals in water absorption alloys, the influence of water absorption on the heat capacity of Ni_0.36Nb_0.24Zr_0.40 was adjusted by the relaxation method. The heat capacity of Ni_(0.36) Nb_(0.24) Zr_(0.40) decreased below room temperature. Atomic vibration is a solid vibration. On the other hand, 2.3K heat transfer and heat capacity measurement. The alloy was heated to 10% water, and the alloy was heated to 2.1K. The heat capacity of the sample is small, and the heterogeneous structure is introduced into the sample. The determination of low temperature heat capacity of Ni-Nb-Zr based metals in master alloys with water absorption properties was carried out. The composition dependence of heat capacity was adjusted. The difference of heat capacity between Ni_0.54Nb_0.36Zr_0.10 and Ni_0.54Nb_0.36Zr_0.10 was calculated. The position of the vibration is changed, the vibration of the high vibration is changed, and the vibration of the low vibration is changed. The heat capacity of Ni,Nb,Zr single crystal is calculated and compared with the heat capacity of the current crystal at 50K. The heat capacity of the single crystal is maintained at 50K. The temperature composition is changed. The composition dependence of the superheat capacity of the sample with x=0.40 shows that the number of vibration modes is the largest, and the results show that the composition dependence of the stability of the sample with x =0.40 is the largest.