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論文

Structure of nitride layer formed on titanium alloy surface by N$$_{2}$$-gas exposure at high temperatures

武田 裕介; 飯田 清*; 佐東 信司*; 松尾 忠利*; 長嶋 泰之*; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 平出 哲也

JPS Conference Proceedings (Internet), 25, p.011023_1 - 011023_3, 2019/03

今回、(1)810$$^{circ}$$C、600分、(2)850$$^{circ}$$C、720分のふたつの条件でチタン合金表面に窒化層を導入した。低速陽電子ビームを用いて、陽電子消滅$$gamma$$線ドップラー広がり測定により試料表面を測定した結果、表面近傍において陽電子は欠陥に捕まって消滅していることがわかった。TEM観察によると表面近傍には10nm程度の結晶粒が存在しており、ほとんどの陽電子は結晶中を拡散後、粒界の欠陥において消滅していることが明らかとなった。さらに、陽電子消滅ドップラー広がり測定の結果は、陽電子の消滅している部位における化学組成が深さに対して変化していることを示していたが、EDS観察においても、バナジウムなどの不純物に深さ依存性があることが示され、これらの測定結果は粒界における不純物濃度の変化を反映していると考えられる。

論文

Structure of nitride layer formed on titanium alloy surface by N$$_{2}$$-gas exposure at high temperatures

武田 裕介; 飯田 清*; 佐東 信司*; 松尾 忠利*; 長嶋 泰之*; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 平出 哲也

Journal of Physics; Conference Series, 791(1), p.012022_1 - 012022_4, 2017/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:49.45

ゴルフクラブや、航空機用構造材料等に広く用いられているチタン合金は、表面を窒化処理することで硬さを飛躍的に増すことが知られているが、熱処理温度または時間によっては表面に形成された窒化層が負荷により簡単に剥離してしまい、実用性に欠く場合がある。そこでわれわれは2つの窒化条件、(1)810$$^{circ}$$C 600minと(2) 850$$^{circ}$$C 720minで処理した試料を準備し、その表面に形成された窒化層を、陽電子消滅$$gamma$$線ドップラー広がり(DB)測定で評価した。窒素の拡散のみ考慮して評価すると0.05-0.1$$mu$$mまで窒化されると予想されるが、DBによる評価では窒化によって導入される欠陥層は0.5$$mu$$mを超える領域まで達していることがわかった。

口頭

低速陽電子ビームを用いた窒化チタン合金表面の構造解析

武田 裕介; 飯田 清*; 佐東 信司*; 松尾 忠利*; 長嶋 泰之*; 大久保 成彰; 近藤 啓悦; 平出 哲也

no journal, , 

チタン合金の表面の窒化層は衝撃などの応力負荷で剥離することがある。そこで、異なる処理温度、時間((1)810$$^{circ}$$C 600min、(2)850$$^{circ}$$C 720min)で試料を作成し、低速陽電子ビームを用い、欠陥を敏感に検知する陽電子消滅$$gamma$$線ドップラー広がり(DB)測定の深さ依存性の評価を行った。ビッカース硬さでは(2)の方が硬いことが分かっていたが、欠陥が深くまで存在している試料は(1)の試料であり、欠陥層の厚みと固さには相関が得られなかった。また、DBから組成変化を示す解析を行ったところ欠陥層よりも深いところで組成変化が起きていることを示す結果が得られ、組成変化と欠陥導入の深さは一致しなかった。TEMとともにEDS測定も行ない、その結果はDBからの結果と同じ傾向を示さなかった。これは陽電子が特定の部分を選択的に観測するためと考えられ、表面構造の解析にはこれら手法の組み合わせが威力を発揮するものと考えられる。

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