Phase relationship and equation of state of TiH at high pressures and high temperatures

高温高圧下におけるTiHの相関係及び状態方程式

遠藤 成輝; 齋藤 寛之; 町田 晃彦; 片山 芳則; 青木 勝敏

Endo, Naruki; Saito, Hiroyuki; Machida, Akihiko; Katayama, Yoshinori; Aoki, Katsutoshi

高温高圧で材料を合成する場合、試料の様子を放射光その場観察することで、合成条件を効率的に決定することが可能となる。現在われわれのグループでは、この手法を用いて新規チタン合金水素化物の探索を行っている。しかしながら純チタンの二水素化物であるTiHの高温高圧状態図も十分に決定されていないため、その場観察の結果を十分に解析することが困難である。本研究では新規チタン合金水素化物探索のために、TiHの高温高圧状態図の決定を行った。実験は、高温高圧における放射光その場X線回折測定は、SPring-8 BL14B1設置のキュービックプレスを用い、エネルギー分散法により行った。試料は市販のTiH粉末(高純度科学、純度99.9%)である。得られた結果の概要を以下に示す。高圧下室温ではTiHは正方晶構造をとるが、加熱とともに連続的に格子変形を生じ、FCC構造に相転移する。この様子はXRD測定で得られる正方晶由来の(110)(002)Braggピークが、Fcc由来の(200)の1つのピークになることから伺えた。同様の測定を圧力を変えて行い、TiHの高温高圧状態図を決定した。得られた結果をもとに、新規チタン合金水素化物の探索を行う予定である。

The phase diagram and the equation of state of TiH at high pressure and high temperature (HPHT) were carefully investigated in the present study using by using an synchrotron X-ray diffraction measurement for new titanium alloys hydrides development. Summary of the study is as follows: At ambient conditions, the TiH had a face-centered cubic crystal structure (FCC). At high pressure, TiH crystallized in a FCC structure above 200C. In lower temperature range, the TiH structure was not only a FCC structure but also a tetragonal structure. Since the transformation temperature of TiH was increased with increasing pressures, the thermal stability of this phase was increased by pressures. In this presentation, we will report detailed results together with the phase diagram and the equation of TiH state at HPHT.