JoVE Logo

Sign In

ナノ結晶合金とナノ粒サイズ安定性

Overview

出典:シナ・シャーバズモハマディとペイマン・シャーベイギ=ルードポシュティ,コネチカット大学工学部,ストールズ,CT

粒径が100nm未満の合金はナノクリスタリン合金として知られています。物理的および機械的特性が強化されているため、半導体、バイオセンサー、航空宇宙など様々な産業での採用需要がますます高まっています。

ナノ結晶合金の加工と応用を改善するためには、高温と圧力の相乗効果を必要とする100%近い高密度バルク材料を開発する必要があります。加えられる温度と圧力を高めることによって、小さな穀物は成長し始め、その顕著な特性を失います。したがって、高温での統合時に、最小の空隙率を有する粒子間結合とナノスケールの粒径の損失との間の妥協に達することは技術的に重要である。

本研究では、高温でのナノ粒径安定性を向上させるために、固体溶液から酸素を除去することを目指す。ナノ結晶性Fe-14Cr-4Hf合金は、酸化物粒子の形成を避けるために保護された環境で合成されます。

Procedure
  1. 始動粉末中の酸素汚染を最小限に抑えるために、レシプロ加工機械ファイリングマシンを使用して、グローブボックスに高純度の低酸素含有量バルク材料(Fe、CrおよびHfターゲット)をファイルします。
  2. 特定の合金の粉末混合物(この研究ではFe14Cr4Hf wt.%)を440Cステンレス鋼製フライスボールと一緒にステンレス鋼バイアルにロードします(図1)。フライスボールの直径は6.4と7.9mmで、ボー?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

図3は、900°Cで1時間アニールされたボール粉砕OF-Fe14Cr4HfのXRDデータを示しています。わずかなピークシフトと一緒にピークのシャープネスがあります。アニーリング温度が上昇するにつれて格子株が緩和されるためです。アニーリング温度が上昇すると、4つの主要なBCCピークの間にいくつかの小さなピークが明らかになります。これらは、二次相の形成を示すであろう。

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

この実験は、名目上の無酸素ナノ結晶材料のナノ粒サイズの安定性が、かなりの量の酸素を有する合金と比較してどのように改善される可能性を示す。本研究では、保護された雰囲気中で合成されたOF粉末は、酸素と固体溶液との相互作用を最小限に抑え、粒界への合金元素の分離を増加させ、熱力学的粒径安定性を向上させることにつながる。TEM顕微鏡は、穀物の境界とナノ粒子を特徴付?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Tags
Nanocrystalline AlloysNano grain Size StabilitySemiconductor IndustryBiosensors IndustryAerospace IndustryPhysical PropertiesMechanical PropertiesGrain SizeNanocrystalline PowdersElevated TemperatureElevated PressureDense Bulk MaterialsNanograinsInterparticle BondingPorosityFe14Cr4Hf AlloyNanomaterialsMechanical ProcessingThermodynamic PropertiesGrain BoundaryGibbs Free EnergyMechanical Alloying Techniques

Skip to...

0:08

Overview

1:16

Principles of Grain Size Stabilization Mechanisms

4:05

Procedure

5:38

Applications

6:31

Summary

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved