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[NRIMNews1963-09.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/9b18edfd-2467-4624-8e71-f2794c0564e8/download)

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吉村 浩

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[材技研ニュース 1963 No.9](https://mdr.nims.go.jp/datasets/0f32f459-9c70-400d-b6ac-84bf65925132)

## Fulltext

材技研ニュース　1963　No.9i〇一．ゼEoo一一〇⊂蜆［○箏○コーooo－o0＝あ○蜆oo．］o－Eo一垣oo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］○工←【▼独自のものを　近時交通機関の発達は目覚ましくわずか二、三十時間で地球の裏側にゆくことが出来るようになり、国内においても関東と関西を数時間で結ぶ東海道新幹線の建設が着々と進められていて、地球はますます秋くなって来たがこのことは無条件に喜んでよいことだろうか。　私の子供の頃はまだ今口ほど交通は便利でなく始めて県外に足をのばしたのは小学校の修学旅行の時でそれも県境の山の」頁上で数一十歩県外に出アこだけであるが、いかにも大旅行をしたような気持になり記念に山の中腹の湖水の水を水筒につめて帰り家族の者にふるまったものであるが、当時は国内の一県もしくは一地方が現在の一国又は一大陸に相当したようで、それぞれの地方で言葉も違い、風物も違い、地方色徴かであったため、今日から見れば狭い国内の旅行も給構楽しいものであった。叉各家庭で使われている文明の利器といえぱ電燈ぐらいのものでラジ才がようやく現われ始めた頃である。そのかわりに鍋、釜、庖丁などの生活必需品はいかにもがっちりした作りで永持ちするものであり使う者も大事に取り扱っていたようである。　この頃からわずか三十年位経った現在の状態はどうであろうか。戦後の工業技術の発達はすさまじいもので次々に新しい文明の利器が創り出されこれでもかこれでもかと我々に押し付けてく孔近代人たる我々は必要だからそれを買うのでなく店頭にはんらんしているからそれを買わされてい溶接研究部長岩元兼敏　る。かくして今臼では国内の至る所　で同じような温度に調節されすこ部岸　で同じような食物を食べ同じように　テレビなどを見ることになってしま　った。せっかくここまで采たからな　にか珍しい土産物でもと思いわざわ　　　　　　　ぎ賞って帰ってみると東京駅の名店　　　　　　街にちゃんと並んでいて張り合いが　　　　　　抜けてしま㌔この調子でゆくと今　　　　　　　に土人の踊りを見ようと南梅の孤島に出かけても、科学的化粧法により万国其通の肌の色になった南海の美人が万国共通のステレオ音楽の伴奏の下に、超音波発振粋の力をかりてサインカーブに腰を振ってくれることになるかも知れず、せっかく貿って来たわ土産も羽田空港の店頭に並んでいて珍らしくもないということになるかも知れない。叉日常使う品々もあまり永持ちしては多量に生産される商品のはけ口がなくなる恐れがあるから数回使ったら使えなくなるものでなければならなくなり、使う方も大事に使っては経済社会の秩序を乱すことにもなりかねない。　近代科学は人間の生活を一様化する方向に向っているようであるがこれではなんだか味気ない。私にはやはり夫々の国、地方がそれぞれ個性のある物を提供してくれる方が楽しいように思われる諸外国と同じ事をしようとすれぱ時には遅れているようにも感じ競争に」」券とうとしてあくせくしなけれぱならない。材技研においても独自の研究をその場かぎりでなくじっくりと腰を落着けて進めてゆく方がこの世は楽しいのではなかろうか。金属間化含物半導体の研究　　　ZnSnAs2三元化合物について’il　亜酸化銅、硫化鉛などは従来よく知られ実用されている化合物半導体である。さらにユ950年ころからpn接禽ダイ才一ドやド」オードとして、ゲルマニウムのような単体半導体には認められないすぐれた応用価憎のある新材料を貿ざして、多くの金属間化含物半導体の研究が行なわれてきた。特に皿B－VB族化合物およびnB－WB族化合物が広く研究され開発された。この他にも亙一1V族、V－W族、皿一VI族の二元化合物や、その他の三三元化合物半導体について現在研究が行なわれている。しかしいずれも単緒晶の製作、純度およぴ化学最論的組成の制働などに困難があり、実用化のためにはこれらの一1匁を解決せねぱならない。　蟹気磁気材締研究翻金属閻化合物研究窒では、w刈族化合物とこれら二禿化合物岡志の固溶体半導体、およびII一昨V族」三元化含物半導体の研究を行なっている。単緒晶の製法としては．主にブリッジマン法を用いている。半導体特性としては比’鋲抗、ホール係数、熱起電力などの測定を行なっているが、さらに光吸収、磁気抵抗などを測定し帯構造に関する知識をえようとしている。これらの材料の応用面はダイオード、赤外検波器、太陽電池、ホール・発電播など数多く予想されるが、淡在は特に熱電材料としての応剛こ重，1叔をおいている。　今までえられた研究緕果の・1コ、卜W－V族化合物・こついて、その一一郡を次に稿…弾に紹介する。　H－1V－V族化禽物としてはZnSnAs2，ZnSiAs2およぴCdSnAs2について研究を進めているが、澱近ZnSnAs2の大きな単結晶がえられるようになった。　Zl－SnAs皇単緒晶は5ナイン以」二の純度’の各元素を化学量論的級成に秤量し、炭素被捜した石英・管内にユ×ユO－5mmHg以、．との高輿空の下で封じ一込み、ZnSnAs2の鐵、1、気（775℃）薦1上約5｛PCで、溶融オ犬態にユ陶濁放灘して完金に圃溶させ、さらに塒閥、王ooサイクルの機械的振動を与えた後、ブリッジマン法；・こよりO－05m㎜／㎜inの速度で降下させるとえられる。この際インゴットの溶融終了端は禰析などにより多鰭晶になるが、他の郷分は燦結晶となる。泣界は＃400の力一ポランダム研藤仕上げのままで、あるいは蚕肖酸：鱗酸：水莇工：2：1の混合液で瀦食後、王O炊維化一（勇冬罫凌で洗瀦すると瀦壬＝岩させることカミでき一る。これら蝦縞晶はいずれもP簑皇半導体であり、x線［：三1折の繍果c／a饒2．OOのキャルコパィライド1蜥予をもっている。しかしブリッジマン法の途叫1で、融吠と660℃のr1当〕の温度から葱冷した結晶はX線1頁断によりヨ＝5．85Aの閑唖鉛鉱側　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　一刃＾’■a一　　　　　　　　　　　一凹a　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　’…目’ダイヤモンド誓≡呈滞’’〕二　吠ヨ｛匝垂昌鉱鰯絡」子’　キヤルコパイライト禦機予　　　④Ge　　　　●Ga　OAs　　●Z11’脇Sn〔）As　　　　　　　　　図1楕・予を示す。図1にゲルマニウムやシりコンのダイヤモンド型絡予それに類似の皿8－VB族化合物の閃唖鉛鉱雄格予およびさらにその類似のキャルコノ｛イライト型絡子の比較を示す。図2～4はZnSnAs2．雛緒晶の比抵抗、ホール係数およぴ熱起電力の温疫変化を示すが、この滋度範鯛ではまだ奥性領域に入っていないことカs毒っカ、るo　そこで図5に承す一’謙な亥斥クトリ乏川又韻］糠を渕定して、徽温における禁稚1」帯のr1］を求ダ）たところ、O．65e，rであつた。つぎに図4の熟起一電力と萎11一’1’ヨの工H1一濃度の室温の値から正孔の施効質鐙を竃■卜算すると0．43〃1o（”f。　は自歯電予0）質鐙）であつて比較約大きな値を示している。　域註在、ZnSnAs2　三＝済結騒土凪1暮暑1暑と暮｛』o．o・揺。．。一顯当o．o皇　　ヨ　｛　　ヨ　　竃　　7　　昌　　！　10　　H　12　1ヨ　　　　　…星　　　慶く10ソ丁曲K〕“i貢12　ZnSηAs！雌緒掃1刎1ヒ擬抗の1言註度’変化　　　　　　　　温　削10πK）一一1劃3　Z口SoA…！枢総I箔のホール係数の計詮渡変化　　　　　　　一皿　度1C〕＾1｛邊些　Z■SnAs！≡降繍晶の熟鯉遜力の言胤度変化oo0　　　　　　100　　　　　　200　　　　　300　　　　　高OO　　　　温度1口C〕＾』豪の異方惟、種　暇15々の不純物の影響などの研究を・進めている。　1旧O017001aO01000皇OOO皇100皇200230024002500　　　　　波　　　掻　｛n1μ〕ZnSnA昌コ雌総雌の泳外吸蜘剴纐　　　　1い　ZnSn＾昔！燃’1占一I｛」ゴド榊11董㈱繍鋼中非金属介在物の変形鰍灘嚢　鏑中の非金属介在物はその鋼材の性質特に機械的性質に大きな影響をおよぼすとされ、その種類、形状、大きさ・量および分布状態に関係があることが知られてきているが、必ずしもその定量的な関係については明確な根拠が得られていない。非金属介在物の中には、長く延ぱされたもの（A系介在物と呼ばれる）と延ぱされずに粒状をしたもの（C系介在物）などがある。従つて、この変形などについて調べることは、介在物の性状を知る一環として重要である。　　　　　　　　　　　、二1’二　鉄鋼材料研究部鋼實研究室では、従来より非金属介在物についてその1司定の聞題を含めて種々の検討、研究を行なっているが、更に鋼材を熱間圧延した際の非金属介在物の挙動について研究している。すなわち鋼種の異なった鋼材中に種々の介在物が存在するように、脱酸斉11の種類と量とをかえて溶製、それについて圧延温度および圧延比をかえた場合の介在物の変形その他の問題を追求しつつある。　写真1は熱間圧延した極軟金1糾1の介在物の変形状況を示す。（a）および（b）において、黒い部分はSi量が多義鑑＞・（a）ユ050．C～120ぴC圧延、圧延上ヒ30（x300）’㈱1く、ユ050℃～1200℃の圧延温度においては圧延の度合が進むに従ってこの普β分からちぎれてゆくことがわかる。しかし、この場合に、基地鉄の方にはなんらの変化も認められていない。　（C）は圧延温度が低い場合で、介在物内に凹みを生じ、破壌されていることが襯察される。これら圧延した場合の介在物の観察と共に基地鉄との関係についても検討を加えつつある。　更に、介在物の変形の度合と圧延温度、圧延比との関係、介在物の大き・さと変形度合との関係などについても調べつつある。図1は／000℃以下で圧延比9になるように熱間圧延した高炭素鋼中のC系介在物（Mnを含む酸化物）の変形度合を示した例である。すなわち横軸に1（介在物の圧延方向の長さをその直角方向の巾で割った個で、圧延前の介在物の形状を球状とすれぱ、変形の度合を示す尺度と考えられる）縦軸に度数をとった。これらカ・ら統計的な方法などを用いて各種の介在物について検討しているが、介在物の種類によって相違があり、圧延温度が高いほど又圧延比が大きいほどA系介在物は一般に変形度合が大きく、場合によってはちぎれてゆくが、C系介在物の変形はこくわずかである。なお、基地鉄との関係については、光学顕微鏡的には変化がみられていないが、今後電子顕微鏡その他の手段で調査する予定である。介在物の大きさと変形度合との関係は、図1中に例示したように・一般に、大きさ（図の縦軸にVとして示し、変形した介在物を晴円体と考えて尺度とした）が大きくなるに従い変形度合も大きくなるが、ある大きさ以上になると変形度合はあまり変らなくなる傾向がみられる。“ぺゆ㌦々（b）ユ050．C㌔ユ200．C」ヨ三延、圧延比100（x400）。．と。晃2，OO］ON一λ！∴　　（c）900℃以下で圧延、圧延．比10（x400）写真ユ　熱間圧延した極軟鋼中の介在物の変形 図1O・95「・051・15／．25r．351－451－55r，651，751，851，952．05　λ■‘〆㌔！、’、一一一戸』’㌧1、’へ一＾一戸㌧戸、1、’、’、一「戸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　f㌻アルミニウム含金用ガス分析装置；一一㌧’、’、一．＾一一」．F、一、！、’へ一＾一F㌧’㌔’、’、一＾j　アルミニウム合金にある程度以上のガスが含まれると鋳造材、展伸材あるいは溶接箇所にピンーホールや一童、くれなどの欠陥を生ずる。それらの欠陥を防ぐには含有ガス量をある程度以下におさえなければならない。しかし、アルミニウム合金に含まれているガス量は鉄鋼中に含まれているガス量に比較するとずっと少ない（O．1～0．5CC／100タAl，S．T．P．）ので高精度の分析を行なうのは容易でない。従って、以前から精度の高い信煩性のあるガス分析法が脱ガス処理法にからんで望まれ　　　　　　＃919’516てきた。英国ではランズレー一派が物理的にガスを抽出する万法を考案発展させ、その精度も10－9タ（水素の場合）の程度となり化学的方法によるNRC法よりもすぐれている。なわ、アルミニウム合金に含まれているガスの80～90％は水素であるといわれ、そのほかには炭酸ガス、一酸化炭素メタンなどが含まれる。　当所において試作したものは動作原理よりみてランズレー型に属し、装置は抽出系と分析系に分けられる。抽出系には固相抽出部と溶融抽出部が含まれていて、目的に応じてそのいずれかを使用する。分析系は水素のみを対象とした部分と全分析を行なう部分に分かれている。全系の排気は汕回転ポンプと3段水銀拡散ポンプで行ない、抽出ガス捕集用として別に3段水銀拡散ポンプを備えている。抽出初期の比較的急激な止11力変化はピラニー・ゲージで読むが、各段1特の測定はマクレオド・ゲージによって行なう。　捕集されたガス全体から水素を分離するのにパラジウムの細管（内径1棚、長さ50棚、管畔σ）厚　　　　　　さ0．1脇）を加熱して使用すること　　　　　がこの装置の特徴である。この時の　　　　　加熱温度は650oC、所要時間は15～工。　　　　　20分である。　　　　　　前述のように、アルミニウム合金8　　　　中の含有ガス量は少ないので装置の　　　　　調整に留意するのはもちろん、一」［／　　　3　　Cとに表面に吸着したガスに丈する　　　　　有崎1三をイテなオっなけオτ：まならなしrO　　　　　（非鉄金属材料研究郡軽金属研究室）　！回転ポンプユ…　1古1キ目十1！1’土吉1≡4…コールド・トラツプ7…　ピラ＝一ゲージ10…銀管一・マクレオド貞…皇言’1」・・ガス溜回転ボンプ・・一く銀拡■牧ポソプ・・回転マクレオド貞空書■＝」一パラジウム管編集兼発行人印　　　　刷（通巻第57号）吉　　村　　　浩奥村印刷株式会社東京都千代日］区西神田ユの10発行所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　東京都目黒区巾目黒2丁目300番地　　　　　　　　電話　目黒（712）318ユ（代表）4一