Investigation of Cu diffusivity in Fe by a combination of atom probe experiments and kinetic Monte Carlo simulation

アトムプローブ実験とキネティックモンテカルロシミュレーションの組み合わせによるFe中のCu拡散係数の調査

Zhao, C.*; 鈴土 知明   ; 外山 健*; 西谷 滋人*; 井上 耕治*; 永井 康介*

Zhao, C.*; Suzudo, Tomoaki; Toyama, Takeshi*; Nishitani, Shigeto*; Inoue, Koji*; Nagai, Yasuyoshi*

Fe中のCuの拡散係数をこれまで測定されていなかった低い温度領域で測定することに成功した。拡散係数を測定する一般的な方法である拡散カップルは高温でしか適用できないため、本研究ではアトムプローブとCu析出の反応速度論を用いた。推定された拡散係数は、以前の研究で得られたものよりも信頼性が高いことが分かった。よって、アトムプローブによる推定がより高い精度をもたらしたと考えられる。さらに、この方法によって推定された拡散係数は、温度の低下に伴い多少オーバーエスティメイトされる傾向があることが、キネティックモンテカルロシミュレーションで明らかになった。

We succeeded in measuring the diffusion coefficient of Cu in Fe in a low temperature range that had not been measured so far. Since the diffusion couple, which is a general method for measuring the diffusion coefficient, can be applied only at high temperature, atom probe tomography and Cu precipitation rate theory were used in this study. The estimated diffusion coefficient was found to be more reliable than that obtained in previous studies. Therefore, it is considered that the estimation by the atom probe provided higher accuracy. Furthermore, the kinetic Monte Carlo simulation revealed that the diffusion coefficient estimated by this method tends to be slightly overestimated as the temperature decreases.