組成傾斜時効法に基づく組織形成過程の解析

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本研究では、透過型分析電子顕微鏡を利用した、材料学における新しい実験手法である「組成傾斜時効法」を世界に先駆けて提案した。具体的に本手法は、組成傾斜試料を時効し、その組成傾斜部の内部組織を透過電子顕微鏡+エネルギー分散型X線分析(EDS)」にて解析することにより、組成による組織変化、相境界・相転移組成の決定、および相鏡界・相転移組成の組織形態の特異性を解明しようとするものである。この新実験法を利用することによって、状態図における1次あるいは2次変態の相鏡界線の決定や、スピノ-ダル分解と核形成-成長型分解の境界、さらには整合/非整合析出線の区別など、実験的に検出する事が従来きわめて困難とされてきた境界線を組織学的に決定する事ができる。本研究において、以下の結果が得られた。1.この新手法を析出粒子の粗大化挙動の解析に適用し、特に、析出粒子粗大化現象の本質的関係式であるGibbs-Thomsonの式を、世界で初めて実験的に直接検証した結果を得た。2.Ni-VおよびNi-Mo系の整合析出線を実験的に決定した。3.Fe-Al合金のA2/B2の2次相転移線近傍において組織が非常に微細に揺らいでいる,いわゆる臨界ゆらぎの状態が観察された。このように臨界点上の組織を明確に観察できるのは組成傾斜時効法の優れた長所である。4.組織自由エネルギー理諭に基づき、組成傾斜下における形成組織のエネルギー的安定性を計算し、試料全体のマクロ組成傾斜と分解組織の組織エネルギー場との関連性、および組成傾斜法の適用条件を明らかにした。