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[NRIMNews1992-03.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/dff3f895-5991-4731-95fc-7c8a32ff5f1f/download)

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真鍋 烈

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[金材技研ニュース 1992 No.3](https://mdr.nims.go.jp/datasets/6eec1282-764f-45e0-a58b-839034c35576)

## Fulltext

金属技研ニュース　1992　No.3i〇一．ゼEoo一一〇［蜆⊂○箏○コーooo－o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈ωEo．由≧里三…oo…Z－o○蜆］o〕f←1’〔i　　帥■王丁冊1　　　‘・’1▲　一　　　　　　　　　　　　1　　1　一一　　　　　　，　　　1　　　　■［　f■・’宇岬輔護膿・≡　原字側懐1　工、狸き、、、、野讐、∵一極高真空利用ファクトリーの構築究極の人工材料開発に向けて実現への第一歩を踏み出す　次世代の材料開発プロセスとして，単原子操作によって新材料を創製する方法の実現が期待されている。この方法は，基板表面に原子を1個ずつ並べて，2次元格子を組み，さらに，これを3次元構造に積み重ねて結晶を人工的に作り上げて行くものであり，材料創製の最も原理的な究極のプロセスである。　しかしながら，この方法で実際に材料を創製するには，清浄化・蒸着・加工・特性分析・性能評価などの⊥連の操作を単原子レベルで行わなければならず，その楳作の問に環境からの異質原子や分子の混入によって作製材料の特性が大きく変わってしまうというおそれがある。したがってこのプロセスの開発は，その環境を完全に制御した超清浄空問ファクトリーが構築できるか否かにかかっていると言える。　当研究所では，超清浄環境として極高真空を利用する一貫プロセスの開発を進めてきた。これは圧力がIO■1oPa以下の，気体分子が皆無に近い超清浄環境である。この極高真空下で超清浄表面の作製から作製材料の評価にいたる一連の操作を可能にするために，各装置問の試料の移送並びに装置機器との試料の受渡しを行う搬送システムの設計・言式作を目指している。　その第一歩として，この搬送システムに用いる容器と真空排気系の組合せであ’る極高真空装置を　　　　　試作した。この装置は，容器のみなら写真 試料を清浄に保ったまま，極高真空中で移送できる搬送シ又テム用の’大型真空装故ず真空排気系やバルブなど，極高真空空問に接する全ての部品と機器について300℃までベイキングできるようにしたものであり、これにより約O．2m3の容量の空問を10■1oPa台の極高真空にすることに成功した。　現在，作動時にガス放出が起こらない磁気浮上式搬送機構を試作中であり，この機構を本装置内に設置して，実際に極高真空空問中での試料移動を試みる予定である。1核融合炉プラズマ対向用材料の開発炭素一ホウ素一チタン化合物の創製と熱特性　トカマク型核融含実雛装置のプラズマ対向用材料として現在広く使用されているグラファイトは軽量である，融点が高い，および熱伝導度が高いなどの利点を有する反繭、高温での昇華速度が大きい，照射によi）昇難が誘起される、水素同位イ本を取り込みやすい、損耗を起こしやすいなどの欠点を持っている。このため，次世代核触含実験装置のプラズマ対向剛＝オ料としてベリリウム，炭素基複合材料，さらにはタングステンなどの高融点金属が候補材料として挙げられているが，これら候補材料にもそれぞれ一長一一短があって実用化にはまだ至らないことから，他の候補材料の探索を今後とも統ける必要がある。　当研究所では，グラファイトの長所を活かし，欠点を少なくした材料の開発をめざして，炭素（C），ホウ素（B），チタン（Ti）の軽元素を基とする複含材料の創製と，それらの熱衝撃試験による評価を行って，研究を進めている。C－B－T1三元系ではそれぞれの組成の調整によ6），グラニファイト，T1B2，TiCの存在比を任意に調整できるので，ブラズマ対向用材料として最遼な組成を探索することが可能である。　試料の製造法としては，それぞれの元素粉末を機械的に漉含した後，高真空中，800℃でホットプレスし，2000℃の高奥空申で焼緒する，あるいはH工P処理をするなどの方法を試みた。焼結させた試料（径30㎜mX高さ5m㎜）の元素粉末の配合組成とX線回折強度比を嚢1に掲げた。また，低エネルギー高電流電子ビーム法による，これらの試料の熱衝撃試験結果は表2に示してある。これらから，試料1～3のHIP処理材，4～6の焼結　　　表1　嘉式料の化学継成と締成化含物の同定試料胴α化学組成（線子％〕 X線強度上ヒ（鍛大ピーク比〕C　　8　　Ti T…C　TiB2　グラファイト1 12　　38　　50 1　　0．70　　　02 2垂　　26　　50 1　G．33　　　03 35　　13　　52 1　　G．三8　　　04 26　　29　　垂5 1　0，66　　　05 31　　34　　35 1　　i，02　　　0．056 35　　35　　30 1　王．60　　　0．14き裂発生に必繋な’9る㌧熱負荷（MW／m2〕 試料‘1 ＜38 後の峯2 ＜呈43 ＜王7タを葦4 ＜23 どが琴5 23－296 ～30この；とし一12亘0？No1，とご6鈴 N皿2義黛4晦3義12oTlC O．2　0．4　0．6 O．8 iB壬材ともにT1B2禽有最が大きいほど鮒熱衝撃性は良好であることがわかる。また，緬寸熱衝撃性と熱伝導度の相関を明らかにするため，レーザーフラッシュ法によりHIP処理材の熱拡散率を狽1j定してその組成依存性を調ぺた。図に兇るように，T1B2含有量が多いほど熱拡散率が大きくなっておi），鮒熱衝撃性の組成依存性とよく対応している。また，この図から試料1が有望であることが分かる。ただし，文献によれば，趨高純度グラファイトの中には室淑でTiCよりも10借以上すぐれた熱拡散率をもつにもかかわらず，中性子照射するとガラス状炭素の程度（ほぽ試料2，3の値）にまで劣化するものがある。試料1に対する申性予照射の影響が懸念されるが，もしそのような影饗がなければプラズマ対陶用材料として大いに期待できる。　以上のようにC，B，Tiの元素粉末を混含することによってグラファイト，TiB2，TiCの複含材料が容易に作れ，その耐熱衝撃性も良好であった。商性能なプラズマ対向用材料の創製に向けての今後の諜題としては，作製した試料に空孔が存在す　　　　　　　　　　　　　るので製造法を改善　…曼2　　棄式琴斗σ）薙†葬～，傾〒リ鋒11芋］…　　　　　　　　　　　　　すること，および、　　　　　　　　　　　　　試料の申性予照射前　　　　　　　　　　　　　後の熱拡散率のデー　　　　　　　　　　　　　タを蓄積することな　　　　　　　　　　　　　とが残された。また，　　　　　　　　　　　　　この系の材料の特長　　　　　　　　　　　　　として比重が比較的　　　　　　　　　　　　　　　　ノ』・さい（4～5），　　　　　　　　　　　　　　　　融点が高い，　　　　　　　　　　　　　　　放電加〕二が可　　　　　　　　　　　　　　　　能などがあり，　　　　　　　　　　　　　　　　プラズマ対肉　　　　　　　　　　　　　　　　用材＊斗のほか　　　　　　　　　　　　　　　　に種々の分野　　　　　　　　　　　　　　　　での用途が拓　　　　　　　　　　　　　　　　かれるものと　　　　　　　　　　　　　　　2思われる。　　　　X線強痩上ヒ｛Ti8呈／TiC〕図室沿．し熱拡赦率の化含物鮒成依存惚酸化イットリウム中の原子の極微小変位を観察高分解能電顕像とシミュレーション像　結晶中の原子配列を直接観察する手段として高分解能電子顕微鏡は極めて有用である。しかし，高分解能電顕では写真上の原子像の位置は電子線の複雑な回折現象のため，しばしば実際の位置からずれて写っている場合があり，原子の整合性に関して誤った判定を下しかねない。それゆえ，既知の構造の物質について原子の電顕像と真の位置とがどのような関係にあるかを充分に研究しておく必要がある。本研究では，その例として酸化イットリウム（Y203，C一稀土構造）を取り上げて高分解能電顕観察を行い，C一稀土構造中の陽イオンの極微小変位を初めて直接観察するとと・もに，電顕像のシミュレーション計算を行って電顕像と真の位置との関係，およぴ，微小変位を詳しく調べた。　図（・）はCaF2構造，図（b）はY203の単位格子の1／8の構造を示す。CaF2構造では陽イオンが面心立方格子を組み，内部に8個の陰イオンがあるのに対して，C一稀土構造では陽，陰イオンの数比が2対3であるために，一本の対角線上に陰イオンの空孔の列ができている。X線回析の結果によると，この空孔列のために陽イオンの位置がCaF2構造に比べて矢印の方向にO．035nm変位している。高分解能電顕の一点分解能はおよそ0．17nm程度であり，このような原子の微小変位を電顕で調べるのは困　　　　　　　　　　　難と思われる。　しかし，　　　　　　　　　　　マルチスライス法と呼ば　　　噺＝1；科　れる，結晶中の電子線回　　　＝・　1　　　折に関する計算法でシミ篤、図（1〕）Y203の1／8単位格二」’・。黒丸は■駿素欠陥。ク（1≡1」はY原二r・のずれの方1’「1」写真1ユレーションを行えぱ、それが可能になってくる。　写真1（・）は，Y203の原子配列を（110）面上に投影した電顕像である。黒い部分が原子像で，Y原子の投影位置を白丸で示した。各々3個の白丸で構成した三角形が示すように，Y原子は変位してジグザグに配置しており，一方，写真1（b）は，シミュレーション計算像であるが，そこにも写真1（目）と同様なジグザグが認められることから，変位した原子の像であることがわかる。写真2（・）は，（111）面上に投影した電顕像剛列である。この像はコントラストを強調するため，電顕の焦点を大きくずらして撮影しているため原子は白く写っている。明るい3個の白点の集合に注目すると，全体の像のパターンには黒線で示したように6回回転対称性がある。写真2（b）の理論計算像と比較すると，酸素空孔列の位置は6回回転対称の対称中心にあることがわかった。ただし，酸素原子像のコントラストはY原子二に比べて極めて弱いためにほとんど写っておらず，酸素欠陥の位置はY原子位置の変位から間接的に判定している。なお，（110）面上の原子の電顕像および計算像の位置は，真の投影位置と一致しているが，（111）面上の像では，真の投影位置から一様にO．020nmほどずれて写っていることが理論的考察から言える。　このように，高分解能電顕観察では理論計算との組含せによって点分解能以下の情報をも得ることができ，複一雑な結晶中の原子位置を正確に半1」定することが可能である。（壬1）　（110〕1向iの辛一，‘一1■1■■→＝■！丘j性f象．、（b〕1干川1像写真2（1l）（111）■r1iの納一1■1■一十■■■泄像　　　（1〕〕■1・1’事、1像4月の研究発表 （国内分）学・協会名 闘艦期閻 発　　　表　　　題　　　目 発表害　（所属）目本機械学会 3，3ユ～4．3 ヱ．7NO王一丁5アルミニウム含金溶按継・乎・の疲労特一■‘ヨ1 蛭」l1　桝第5〕ほか（神剣11・微 2．微小圧痕の縦i榊勺変化 妓片，吉仰夫（納5）ほか3．データーべ一スをj羽いた疲労伽変1特怖の予測㈱ 命聖’壬　武志（豹5〕ほか3轍）目本金属学会 4、三～4．3 1．Y3a2（Cul＿x　Mx）40昔及びY2B榊（Cu，＿x　Mx〕70ヨ5 1川11’1　裕（物作〕ほか／・・平難一・・干・荻 （M＝Ni，F・，Co）］二大） 2．表廊改慨によるV－Ni含金のフk索透過仰の赦善 西村　　1峰（機能〕ほか3．L12榊桃貝15伶金（Co，Fe）3Vの環城腕化 酒村　　脇（機能）ほか4．CVMによる丁量一A］仰｛における 小理r肯’矧〕卑（設1言十）ほかα（鐵CP）■α2くD01g）利．1平衡斉I・李争：5．Ni：壬Alの一一’州‘Ij凝I諏過不1i… 平鉗　敏奉（j支応）ほか6一一フテ向凝1茜1Ni3A1の劣沽、1、変形挙重力 平理r　敏幸（1父応）ほか7、一州fl」樹董1Ni3Alの成・獲条f外と察淵、姪件 廻　　峻・災（1父応）ほか8．表舳榊すした硫災の拡散接介畜」三への；杉響 大橋　　修（鰍繊〕9，Fe－N…一Cr含金におけるノ寸ルスイオン貝鴛射による過 燦本　1‘1l1樹（1手’1111剴）ほか渡茎1勺クリープ10，Cu－M（M竺Fe，Ag，Mo〕　メカニカルアロイング介 桜外　健次（l1’1‘洲）ほか金の亙XAFS解析1王．水談泄含ガスをJ三判いたグ’ロー放1狂㌘三±1土分析漣三にお ’斎雌　守正（計潔11）ける椥対感度係1数12．ヒ又トグラム解析を1芯1尋重した材料糸1・τ．総の糾伽 木村　　蛛（11■1’洲〕ほか玉3．陽イオン’交換分離一貞、…鉛カ・≡蝋・・ゴ．■吸光…去及ぴ誘導繍 lJ」1一．l　fl1志（斉1’潜■j）ほか余ブラズ’マ発光分析法王4、フッ化分雛一1吸光光度淡による月、1鉛‘・トの微二＝I｛＝ケイ 1」．1［．．．」　仁志（‘1＋測1」）ほか索の定＝li」l115、’1＝li沽、1、鍛造したTiAlJ一暮介金の室亨11－1、リ1張狐仰 1’’ト村　麻彦（豹3）ほか王6，TiA1狐余金の1馴’．、1．倣度に及ぼす添加元素の彬榊 橋本　健’紀（第3）ほか17，Ti－A…一Nb3元金」測1・舳ヒ合牛勿の縦繊と榊安愁伜 竹1．．．1」雛夫（第3）ほか18．T1－M形状蓄己憶合金……寧膜のマイクロアクチュエー 仙］．コ　蹄（銚3）ほかター特仰19．N1－T1－O系超微粒・」’1による水の光分解 ・人型・∫・　青■’手（第4）ほか20．　（α2一トγ）　仰’金」滋I’ヨ・呈j青ヒイ苧判勿0）’晩奉畜牢宇乍ト 村松　祐治（第4〕ほか2工．セラミックスの疲労に及ぽす破壊舳‘llおよぴ糾織 縦　　　1草乞（カ1判ほかの影響22一ガラス材料の樹郷荷琢1繰返しによる独脇累微 綿禽　災樹’（力箏〕ほか23．RBS－PIXE艘介分布干法による椚菱｛ヒ牛勿趨1紅導淋1燦 石介　　1州表1鮎）ほかの糾伽24，Arイオン蝋射によるB1系趨’1・ば導…棚莫の表獅改征」〔 斎燃　一蓼書（表南i）ほか25、帆油，1、窒素注入した純欽およびSUS304の炎伽機械 剤帳　一一孕書（表晦〕ほか自勺特怖　　　　　　　o26．膜厚300．AのBi系超斑導…榊奨に対するArイオン蝋 止’」1漱　エ1三次（剣鮎〕ほか射効果27．BiSr2CaCu20昌馴1莫縦織に及ぽすA添加効架 熊禽　浩■州第1〕ほか28．板低拙，一内普11疲労き裂発生に及ぽす微小欠i蜘の；桝等 梅沢　　修（第1）ほかう9．統含モデルによる低油、！燃射…ドクり一プ＝の寺1I算 永川　城正（第2〕ほか30．蝋射後焼純による9Cr釜1胡の一＝卜仰ニゴ’蝋射拒璽化の腹1復 阿舳1；l1l1．1二雄（第2〕ほか3工．グラファィト某板．．．1・二のレーサ’一CVD　SiC膜の繍 鈴木　　裕（第2）ほかi洲‘ll32．Ni火Ol）S含金MA754の長乎方1舳111閉におけるク 平士一三’1i午二郊（第2）ほかり一プキャビテーション拳・協会名 鯛催期聞 発　　　表　　　題　　　貿 発嚢者　（所属）回本鉄鋼協会 4．1～4－3 1．ニッケル’．』ODS趨含金の圧、締1峰伏強度 川1■騰　婆遺（設言一1．）ほか（・＝F葉・千撫 2．コールドクルーシブルの浮蝪力に及ぼす電汕；凋波 機谷　利．1之（1災応）ほか二11二薬’火箏） 数煎鍬の影響3一；梛重度球状稟、≒鉛鋳鉄（AD五）の一切肖1j祇抗 ］．1本　璽釧組織）ほか4．ミクロ組織の災なる鋼の切削における・切リくずせ 山本　1醜馴級総）ほかん断徽域5．CaOるつぽによるTiA1の機械自勺俳質に及ぽす紺 佐久閥僑火（組総）ほか織の影辮6．黒釜舳二り策子■吸光法による鍬鍬1［1・1の微鍬Mo，V及ぴ 小林　　1酬書一ト；11lj）ほかT…の定圭1」圭7，f氏含金鋼SCMV2の疲労強度の泌、〕変，遼度依存 佐燃　守犬（環境）ほか性8．炭素鋼板S跳50の］1］お，．1．度域における低サイクル疲 木村　　恵（螺境）ほか9一璃撒一1志：金属沈誰（服，丁目，W，Re）禽街TiAり．ξ 僧木　　稔（錦3）ほか含金の機械舳唄1質10．溶舳金属の微粒化一粒度分布からの一考察一 卿1E　雑州撚4）工1．而｛1葬央釜岡の一縞沽い葺1挑ミ弓童J変とクり一プ何斐1樹…嚇U変との利．1 芳須　　犯、（第5）ほか闘12．Ti繊．二rで強化したチタン姥微含材料の製遭と機絨 萩豚　益火（カ学）ほか自勺惚｛迂I3．0DS含金MA754のLTツテ1自jでの商沽、1．弓1張り性質と 平玄’土1I客二郎（豹2〕ほか粒界破壊溶接挙会／東 4－15～4．ユ7 1．紘敬接禽における奥空一辛I加熱処理の効一災 大儒　　修（組織）京・團立教育 2．溶射皮膜の急、冷応力と機械自｛雌質の礫j係 ；1削ヨ　梁治（組織）ほか会館）◆特許速報◆●出　願発甥の名称趨電導磁気シールド容緒及びその製造法出願日3．11．2ユ出j願番男一03－3315工5発　　明　　者　　　名書窪峨二，前田　躯、，湯山遭也，歩卜．1二　雛，他5名　　（三争1ト金属及びヨ本言十滞との共庫咄馴●登　録発晩の名称ニッケルと窒化チタン趨微粒・子の接含した襖含趨微粒子の製造法登録臼3，12．20登録番号玉628007発　　　明　　者　　　名大鮒 悟，本閥一・1立；、奥山’秀男，尾沢正也◆短信◆●海外出張氏　名関搬　　久所　　　属第1研究グループ期　　　閲4．2．玉0～4．3．1O行　先アメり力用　　　　　　務日米科学授術’脇力に伴う共同研究r』舳舳舳』M舳舳』舳州』榊舳舳舳舳舳』舳w杣M州舳舳州』M舳舳『金属材料技術研究所科学技術週間行事のお知らせ　当研究所は，ヂ科学技術に対する国民の関心と理解を深め，次代を担う青少年の科学する心を育てる」という科学技術週間の趣旨にのっとって、下記の行事（内容の一部は予定）を実施致します。多数の御来場を，お待ち致しております。（1）研究所の一般公開●筑波支所（茨城県つくば市千現1－2－1）　　目時：4月I7日㈱，10時～16時　　おもな展示・公開内容：先端材料の溶解／セラミックスの疲労／狸性金属閥化含物／趨　　　急冷凝麟粉末／含金の設計■極高奥空の発生と不一」用／最子井戸繍の作製／イオン注入　　　の応用／X線マイクロC　T／サブナノトロン／極低淑材料試験機／超電導体の薄膜／　　　趨電導休の線材■超強カマグネット　　間合せ先：管理課管理係　（0298）51－6311（内線223番）●本所（東京都目黒区1二閑黒2－3－12）　　1ヨ旦寺：4月21日（火〕，　13時～17時　　おもな展示・公開内容：表繭改質／界面接含／趨微粒子／磁性流体／レーザ超音波顕微　　　鋭／耐環境性金属間化含物／一方陶凝固用溶解炉／色記憶含金■単結晶多層材料／傾　　　斜機能材料／非接触溶解■趨精密磁界マグネット■画像処理の応用／含金の設計／趨　　　溝浄空閲技術■結晶成長のC　G■無鋳型弓1」二連鋳／材料強度試験／材料寿命予測／趨　　　電導材料データベース　　閥合せ先：管理部庶務諜廠務係　（03）3719－2271（内線229番）（2）（3）SClENC1三NOW’92への出展日日寺：4月14日（火）～4月17臼㈱，　9時45分～16時30分場所：テクノロジー・ジャパン’92展（臓海・東京国際兇本市会場）内おもな展示内容：趨電導材料／磁気冷凍作薬物質■色記憶含金／熱電素子／半導体レー　ザ／磁健流体／燃焼含成線材／単緒晶オオ料／複含材料■微層材料／傾斜機能材料／超　耐熱含金／超塑性含金／超微粒予／超急冷凝固粉末／合金の設計／．インテリジェント　材料■40Tハイブリッドマグネット模理閥合せ先：管理部企画諜普及係　（03）3719－2271（内線278番）ぽくとわたしの金属教室　　金属と友だちになろう！おもな内容：小・中学生r古1けのパネルや模型，簡単なクイズや実験など●つくぱ地区行事　　　　　　　　　　　　●東京地区行事　　E1時：4別8帥＝），I3時～16時　　　　　図時：雀則9引1＝D，10時～15時　　場所：金属材料技術研究所筑波支所　　　　場所：科学技術館5階（北の丸公剛　　問合せ先：管理課管理係　　　　　　　　　間合せ先：管理部麻務課廠務係　　　　　　（0298）51－63u（内線223番）　　　　　　　　（03）3719－2271（内線229番）』0M0M舳舳舳巳M舳舳舳舳』M巴舳。舳舳。舳巴舳舳巳舳舳舳山M舳舳。MJ発　行　　所（木　　　1i斤）（筑波支所〕科学技術庁金属材料技術研究所＝F153メ（’着（拷1；一ヨ具μ…ζ］＝，I，三コ以㌔2－3一王2TEL（03）3719－2271，FAX（03〕3792－3337〒305茨城県つくばl1互’平’槻1－2－1TEL（0298）51－63王1，FAX（0298〕5ヱー4556j皿老萎罫ヨ399宅…・　　　　　　　　　・’1勺波4苅三3』』多邑干］＝糾1脈炊発行人　　　　　　奥　　鍋　　　　烈1≡l1栂■」所株式金社三興剛棚　　　　　一｛亥（巻1；来斤モ幸丘1メニ直』i一，Il一耳≡一1州2－1－I8