Irradiation effect of swift heavy ion for ZrCuAl bulk glassy alloy

ZrCuAlバルク金属ガラス合金における高速重イオン照射効果

小野寺 直利*; 石井 顕人*; 石井 康嗣*; 岩瀬 彰宏*; 横山 嘉彦*; 齋藤 勇一; 石川 法人   ; 薮内 敦*; 堀 史説*

Onodera, Naoto*; Ishii, Akito*; Ishii, Koji*; Iwase, Akihiro*; Yokoyama, Yoshihiko*; Saito, Yuichi; Ishikawa, Norito; Yabuuchi, Atsushi*; Hori, Fuminobu*

金属ガラスには転位や点欠陥が存在せず、そのため自由体積の制御によって機械的特性が大きく変化することが指摘されている。自由体積の変化を陽電子寿命の測定により評価することができる。ZrCuAlにおいて重イオン照射に伴う自由体積の変化を陽電子消滅法により調べた。その際、系統的にイオン種,イオンエネルギーを変えて、自由体積の減少と阻止能(イオンから試料へのエネルギー伝達の線密度)との関係を解析した。その結果、陽電子寿命の減少が、核的阻止能(弾性衝突に伴うエネルギー伝達)ではなく、電子的阻止能(試料中の電子系へのエネルギー伝達)に対応して変化していることがわかり、電子系へのエネルギー伝達が自由体積の減少を引き起こしていることが示唆された。

It has been reported that heavy ion irradiation causes softening in some cases of Zr-based bulk metallic glass alloys. However, the fundamental mechanisms of such softening have not been clarified yet. In this study, ZrCuAl bulk glassy alloys were irradiated with heavy ions of 10 MeV I at room temperature. Positron annihilation measurements have performed before and after irradiation to investigate changes in free volume. We discuss the relationship between the energy loss and local open volume change after 10 MeV I irradiation compared with those obtained for 200 MeV Xe and 5 MeV Al. The energy loss analysis in ion irradiation for the positron lifetime has revealed that the decreasing trend of positron lifetime is well expressed as a function of total electronic energy deposition rather than total elastic energy deposition. It means that the positron lifetime change by the irradiation has a relationship with the inelastic collisions with electrons during heavy ion irradiation.