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Ion irradiation effects on amorphization and thermal crystallization in Zr-Al-Ni-Cu alloys

イオンビーム照射によるZr-Al-Ni-Cu合金の非晶質化及び熱的結晶化挙動におよぼす影響

永田 晋二*; 東 誠二郎*; 土屋 文*; 藤 健太郎*; 四竈 樹男*; 高廣 克己*; 尾崎 孝一*; 川面 澄*; 山本 春也; 井上 愛知

Nagata, Shinji*; Higashi, Seijiro*; Tsuchiya, Bun*; To, Kentaro*; Shikama, Tatsuo*; Takahiro, Katsumi*; Ozaki, Koichi*; Kawatsura, Kiyoshi*; Yamamoto, Shunya; Inoue, Aichi

代表的な金属ガラスであるZr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$合金に対してイオン照射を行い、その構造及び初晶挙動について研究を行った。実験では、厚さ50-100$$mu$$mの膜状試料に300-500keVのエネルギーに加速した水素(H),銀(Ag),銅(Cu)、及び金(Au)のイオン照射を行った後、X線回折法により結晶構造を調べた。その結果、照射直後の試料の構造に変化は見られず、照射したイオン種による違いも見いだせなかった。さらに、イオン照射した試料に対して熱処理を行うと準安定相の形成が確認された。これらの事実から、初晶は、エネルギー付与が多くなるとその成長速度が遅くなる傾向のあることがわかった。これは、イオンの線エネルギー付与が大きくなるにつれ形成される準安定相の核生成サイトが増加するためであると考えられた。

Structural modification and primary precipitates in the Zr$$_{55}$$Al$$_{10}$$Ni$$_{5}$$Cu$$_{30}$$ alloy films (50-100 $$mu$$m thickness) caused by radiation with 300-500 keV H, Ag, Cu and Au ions has been studied. The results of XRD indicated that a metastable primary phase was formed in the alloy by the heat treatment after ion irradiation, but no difference was observed just after the ion irradiation at room temperature. Furthermore, higher incident Au ion fluence effectively suppressed thermal precipitation of the Zr$$_{2}$$Ni type crystalline phase in the alloy. The deposited energy dependence of the precipitation behavior indicated an increase of the nucleation sites by the implanted metal atoms, simultaneously with a decrease of the growth rate by higher energy deposition density.

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