Anisotropic thermal lattice expansion and crystallographic structure of strontium aluminide within Al-10Sr alloy as measured by in-situ neutron diffraction

Liss, K.-D.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; 相澤 一也; 徐 平光

Journal of Alloys and Compounds, 869, p.159232_1 - 159232_9, 2021/07

AA2020-0822.pdf:1.94MB

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159232

The aluminium strontium master alloy Al-10Sr has been investigated by in-situ neutron diffraction upon a heating-cooling cycle, revealing composition, crystallographic structure, lattice evolution and linear thermal expansion coefficients. Expansion of the Al matrix between (23.5 ... 26.7)10 K depends on temperature and fits well to the literature values, extrapolating to higher temperature at 800 K. Thermal expansion is highly anisotropic for tetragonal AlSr by a factor of 1.86 with values of 20.8 and 11.110 K in and -axis. The even large discrepancy to the Al matrix is prone to residual intergranular phase stresses, explaining the brittleness of such composite material. Upon first heating, recovery of the initially plastically deformed materials is observed until 600 K and 700 K, for AlSr and Al. Rietveld analysis refines the 4 Wyckoff positions of the 4/ crystal structure to = 0.39 revealing that local tetrahedrons are regular while local hexagons are stretched, in contrast to the literature. Its lattice parameters report to = 4.44240(48) , = 11.0836(15) at 300 K. Furthermore, the manuscript demonstrates full technical analysis of the neutron data. Findings feed into data bases and an outlook for improving mechanical properties of AlSr composites is given.

黒鉛の格子振動の温度依存性と比熱の解析(協力研究)

仁平 猛*; 岩田 忠夫*; 岩瀬 彰宏

JAERI-Research 2001-045, 33 Pages, 2001/11

JAERI-Research-2001-045.pdf:1.27MB

KomatsuとNagamiyaによって提案された黒鉛の格子振動の半連続体モデルは、格子振動の分散関係を解析的に表すことに成功した唯一のもので、分散関係の表式には層面間距離弾性定数C,C,C,C,C及びがパラメータとして含まれている。ここで、は層面の曲げの弾性定数,は密度である。われわれは、これらのパラメータを温度の関数として取り扱うことにより、この半連続体モデルを改良する。以外のパラメータには既知の実験データ及びそれらから導いた関係を用いる。は、改良した半連続体モデルによる比熱の計算値を実験値に一致させることにより、温度の関数として求める。改良した半連続体モデルは、360K以下の広い温度範囲にわたって比熱の実験値をよく説明し、その温度範囲で熱伝導などの解析に用いることができる。は温度上昇とともに著しく減少するが、これはout-of-planeモード振動のsofteningが起こることを示す。比熱の実験曲線の温度による2階微分は格子振動の振動数分布についての情報を与える。低温比熱の解析から、Cの室温の値は0.41510dyn/cmであると確定される。

Thermal expansion and thermal conductivity of cesium molybdate

湊 和生; 高野 公秀; 福田 幸朔; 佐藤 正知*; 大橋 弘士*

Journal of Alloys and Compounds, 255, p.18 - 23, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0925-8388(96)02841-1

モリブデン酸セシウムの熱膨張率及び熱伝導率を測定した。熱膨張率は、高温X線回折法による室温から773Kまでの格子定数の温度依存性から導出した。CsMoOの線熱膨張率は、773Kにおいて約2%であり、UOの線熱膨張率の4倍以上であった。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を室温から1000Kまで測定し、かさ密度及び比熱容量の文献値を用いて導出した。CsMoOの熱伝導率は、400K以上で温度の上昇とともに増加した。CsMoOの熱伝導率は、300KにおいてUOの熱伝導率の約5%であり、1000Kにおいては20%以下であった。

The negative thermal expansion coefficient of GaP crystal at low temperature

春名 勝次*; 前田 裕司; 大橋 一利*; 小池 卓郎*

J.Phys.,C, 19, p.5149 - 5154, 1986/00

GaP結晶の格子定数による熱膨張係数を4.2~300kの温度領域でX線によるBond法で精密に測定した。III-V族結晶は負の膨張係数を持つことが知られているが、GaP結晶では現象論的理論に従うと負の膨張を持たないことが予測されていた。しかし、精度の良い測定を行なった結果、他のIII-V族結晶と同様負の膨張係数を持つことがわかった。グリュンナイゼン係数を求めると、50k以下で負の値を持つ。これらの結果は、III-V族結晶は負の膨張係数を持つことが一般的であると示唆している。