- 締切済み
異種金属の原子レベルでの混ざり方とは？
- 異種金属どうしが部分的にでも原子レベルで混ざり合っている状態は、合金と解釈できるのでしょうか？
- 異種金属どうしが原子レベルで混ざり合っているかについて、詳しい方のご教授をお願いします。
- 合金になるためには異種金属どうしが原子レベルで混ざり合っている必要がありますが、どの程度が混ざり合っていると合金と言えるのでしょうか？
- 金属
- 回答数4
- ありがとう数3
- みんなの回答 （4）
- 専門家の回答
みんなの回答
「相性の悪い金属同士」の例としてＡｌとＳｉがありますが、これは溶解すると均一に混ざり合います。それを冷却すると凝固の時に分離して二相合金となります。共晶シルミン合金ですね。これは基本的にはイン・コヒーレントな界面でしょう。ジュラルミン中のＣｕ初期析出相がコヒーレントであることはご存知だと思います。さて、そのようなコヒーレントな界面の構造はというと、なかなか高度な話で、私の出る幕ではなさそうですね。 もっと非平衡なエピタキシャルな界面の現象ですと、やはり結晶構造の差異が影響するでしょう。実用的にも重要な分野ですし、現在まさに研究がなされている分野と思います。自由電子による単純な金属結合のモデルでは十分説明するのは難しいと思います。 自分の興味でちょっと調べてみたのですが、教科書的な 過飽和固溶体→ＧＰゾーン→θ”→θ’→θという変化以上のことはよくわかりませんね。析出相の構造についてはそれなりに研究されているようですが、界面構造について論じた文献までは見つかりません。界面エネルギーについては、析出の駆動力として熱力学的に論じられているようです。 まあ、本当に必要な情報なら、ご自身で研究する価値のある領域かもしれませんよ。
それは「合金の定義」に依るのでないでしょうか？ 平衡論的には混じり合わない金属も、強引に混ぜれば二相合金と言えなくないですし、メカニカル・アロイング、スパッタリングでできる「合金」などもそういったものでしょう。 ご質問の意図は、それが化学結合論的に「金属結合」なのか？という意味ですか？
補足
ご回答ありがとうございます。 相性の悪い金属同士も加熱や加圧で原子レベルでは混ざり合うことがあるとお聞きしました。 原子レベルで混ざりあっているということは、固溶体や共晶や金属間化合物等の合金になっているのではないかと考えてましたが、それ以外の形態をとるとしたらそれはどのような状態や名称になるのでしょうか？ 強引に溶解してつくった二相合金もその相の界面は原子レベルで混ざりあっている可能性があるのではないでしょうか。そのときの界面の状態が知りたいと思ってます。 よろしくお願いします。
合金になるかどうか解らないのですが、異種金属同士を接合した場合、その接合界面では原子レベルで混じり合っていると思います。 異種金属同士の接合は、例えば真空加熱拡散接合や超音波加熱接合などがあります。こうして接合された異種金属同士の界面は、いわゆる合金ではないと思いますが・・・・。
お礼
ご回答ありがとうございます。 原子レベルで混ざり合っているのに、合金でないという状態は いったいどのような状態なのでしょう？ よろしくお願いいたします。
重力の影響があるので 厳密にはならない 無重力化での合金の実験は何度かやられている http://idb.exst.jaxa.jp/spjpndata/02017/199405J02017420/199405J02017420.html が 設備が小型なので 本格的な研究は宇宙ステーションが本格化してからでしょうね
お礼
ご回答ありがとうございます。 参考にさせていただきます。
お礼
お礼遅くなり申し訳ございません。 いろいろと詳しく調べて頂き大変参考になりました。 金属の界面接合については私も大変興味を持っております。 原子レベルでの拡散状態を確認するにはTEMやAFMを組み合わせた 解析が必要なんですね。もう少し勉強をしてゆきたいと思います。 ありがとうございました。