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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J09646/
• 关键词: 金属ガラス; 熱容量; 水素吸蔵合金; 構造緩和; 磁歪; Ni-Nb-Zr; ガラスの局所構造; Zr-Al-Ni-Cu; 磁化率; 超伝導相転移

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.

従 to の crystal metal に than べ て, optimal れ た physical, chemical properties を have す る Zr funds belong to ガ ラ ス に つ い て and as system conditions に よ る remission の comparison, ア ニ ー ル に よ る variations, crystallization に companion い, thermodynamic properties of が ど の よ う に variations change す る の か を detailed に adjustable べ た. Water element absorption 蔵 alloy と し て attention さ れ て い る Zr series metal ガ ラ ス の heat capacity measurement を い, water element absorption 蔵 の presence of が heat capacity に お よ ぼ す influence に つ い て adjustable べ た. Ni_0. 36 nb_0. 24 zr_0. 40 の heat capacity を ease で method to determine the し た と こ ろ, under room temperature で の heat capacity の unique numerical は seaborne water element absorption 蔵 に よ り decreases Less す る こ と か ら, こ の ガ ラ ス in で は suction 蔵 さ れ た water element が weeks 囲 の binding force を variations change さ せ, atomic vibration が solid く な っ て い る の で は な い か と exam え ら れ た. Side, 2.3 K に super 伝 guide planning move に よ る heat capacity ジ ャ ン プ が 観 measuring さ れ た. ま た こ の alloy に し seaborne て 10% water element を suction 蔵 さ せ た alloy で も with じ く super 伝 guide planning move が 観 measuring さ れ た が, planning to move low temperature 2.1 K と は く な っ た. ま た, water element 蔵 absorbers で は super 伝 planning guide phase shift に よ る heat capacity ジ ャ ン プ が small さ く な り, In the test material, the に non-uniform structure が is introduced into the された で な な と と と to examine the えられた. Water element 蔵 metal absorption ガ ラ ス の master alloy で あ る, Ni - Nb - Zr series metal ガ ラ ス の low-temperature heat capacity measurement を い, heat capacity of の dependency を adjustable べ た. Ni_0. 54 nb_0. 36 zr_0. 10 の heat capacity と の difference を calculated す る と, た が い に similar し た シ ョ ッ ト キ ー type heat capacity の form に な っ た. ピ ー ク Position が variations change せ ず, high さ の み が variations change し た こ と か ら Ni origin の is high vibration number の モ ー ド が Zr origin の low vibration の モ ー ド に variations change し た た め と exam え ら れ た. ま た, Ni, Nb, Zr 単 body crystallization is の し た heat capacity と today back の ガ ラ ス の heat capacity と を compare す る と, pay nearly 50 k に こ ぶ を つ too Turning heat capacity が あ り, そ の ピ ー ク temperature of は に よ っ て variations change し な い こ と か ら ガ ラ ス change に cause す る through turning points で あ る と exam え ら れ た. そ の before turning heat capacity of の dependency か ら, x = 0.40 の sample が ガ ラ ス の before turning sex か ら to る vibration モ ー ド の が most も much い こ と が shown さ れ, こ の results は ガ ラ ス の stability The relationship between the <s:1> composition changes of sexuality and the と phase of する とを とを can be found in だ た た.

项目成果

(Ni Nb) Zr金属ガラスの熱容量の組成依存性

(Ni Nb) Zr金属玻璃热容量的成分依赖性

• 发表时间: 2011
• 作者: P.Sathyanarayana;M.Mathew;Q.Li;V.S.S.Sastry;B.Kundu;K.V.Le;H.Takezoe;S.Dhara;内田敦子
• 通讯作者: 内田敦子

Ni-Nb-Zr 3元金属ガラスの比熱と熱的安定性

Ni-Nb-Zr三元金属玻璃的比热容和热稳定性

• 发表时间: 2011
• 作者: P.Sathyanarayana;M.Mathew;Q.Li;V.S.S.Sastry;B.Kundu;K.V.Le;H.Takezoe;S.Dhara;内田敦子;内田敦子
• 通讯作者: 内田敦子

Effect of Hydrogen Absorption on Thermal and Physical Properties of Ni-Nb-Zr Metallic Glass

吸氢对Ni-Nb-Zr金属玻璃热性能和物理性能的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: Jun Mifune;Satoshi Nakamura;Toshiaki Fukui.;内田敦子
• 通讯作者: 内田敦子

Low Temperature Heat Capacity of Ni-Nb-Zr Metallic Glasses

Ni-Nb-Zr金属玻璃的低温热容

• 发表时间: 2010
• 作者: Jun Mifune;Satoshi Nakamura;Toshiaki Fukui.;内田敦子
• 通讯作者: 内田敦子

Ni0.36Nb0.24Zr0.40金属ガラスの構造緩和と低温熱容量

Ni0.36Nb0.24Zr0.40金属玻璃的结构弛豫与低温热容

• 发表时间: 2011
• 作者: P.Sathyanarayana;M.Mathew;Q.Li;V.S.S.Sastry;B.Kundu;K.V.Le;H.Takezoe;S.Dhara;内田敦子;内田敦子;内田敦子
• 通讯作者: 内田敦子