Nb-Zr-Fe合金の水素吸収による粉化現象

摘要

我々はこれまでの研究で，「水素プラズマー金属」反応法を利用して種々の超微粒子（金属や合金及びセラミックス）を製造するとともに，これらの製造条件や生成機構を明らかにしてきた．この方法は，水素プラズマにより金属を強制的に蒸発させる特性を利用するものであるが，この水素プラズマの特性を活かすと合金中に溶質として存在している元素（溶媒より蒸気圧の大きい）を効率良く蒸発させることができ，金属精製効果もあるなど超微粒子製造とは異なった利用法も挙げられる．著者の一人は，水素プラズマによるNb合金（Al，Fe，Siなど溶質として）の精練過程で，水素プラズマを止めた（アーク放電中止）直後に，水素と接触している固体状のNb合金塊（室温）が水素を吸収して微粉（約10～30μm）となる現象を発見した．Nb-Al合金ではNb{sub}3Alの金属間化合物組成近傍が最も粉化されやすい領域であり，さらに粉化の条件として，合金の表面清浄化が大きな要因であることを明らかにした．Nb{sub}3Al合金と同様にNb{sub}3Si，Nb{sub}3Sn，Zr{sub}3Si，Ta{sub}5Si，LaNi{sub}5などの金属間化合物なども水素で粉化することを明らかにした．その後，水素によるNb-Al合金の粉化機構は千星らの研究で明らかにされた．すなわち，合金中に2相が（Nb＋Nb{sub}3Al，Nb{sub}3Al＋Nb{sub}2Alなど）存在することが必要であり，2相聞の水素吸収に伴う体積膨張の差によると結論している．