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こんにちわ

大学でオロワン機構について学んだのですが、よくわかりません

インターネットで調べたりしたりしたのですがわかりませんでした

どなたかオロワン機構について教えて頂けませんでしょうか??

A 回答 (2件)

転位(dislocation)はご存知でしょうか。


金属結晶を変形させるときに移動する線状の欠陥のことで、
刃状転位とか螺旋転位という種類があります。
材料中に不純物の結晶粒があると転位の移動がそこで妨げられ、
結果的にその材料は変形しにくくなり強化されたことになります。
イメージは下のURLがわかりやすいと思います。
http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/research/DD/ani/O …
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聞いたことがないです。


何の化学のどんな反応/現象を支配する機構でしょうか?

この回答への補足

私の言葉足らずで申し訳ありません

微粒子を分散させることで、金属の降伏応力を大きくする機構の1つとしてオロワン機構というものがあるんですがわかりません

補足日時:2009/08/03 22:34
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Qミラー指数:面間隔bを求める公式について

隣接する2つの原子面の面間隔dは、ミラー指数hklと格子定数の関数である。立方晶の対称性をもつ結晶では

d=a/√(h^2 + k^2 + l^2) ・・・(1)

となる。

質問:「(1)式を証明せよ」と言われたのですが、どうすれば言いかわかりません。やり方を教えてもらえませんか_| ̄|○

Aベストアンサー

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
大雑把に言えばミラー指数は法線ベクトルのようなものです。特に立方晶であれば法線ベクトルと全く同じになります。すなわち立方晶の(111)面の法線ベクトルは(1,1,1)ですし、(100)面の法線ベクトルは(1,0,0)です。法線ベクトルなら「ミラー指数」よりずっと親しみがあり解けそうな気分になると思います。

さて(hkl)面に相当する平面の方程式を一つ考えてみましょう。一番簡単なものとして
hx + ky + lz=0  (1)
があります。(0,0,0)を通る平面で法線ベクトルは(h,k,l)です。
これに平行な、隣の平面の式はどうでしょうか。
hx + ky + lz = a  (2a)
hx + ky + lz = -a  (2b)
のいずれかです。これがすぐ隣の平面である理由(そのまた間に他の平面が存在しない理由)は脚注*2に補足しておきました。
点と直線の距離の公式を使えば、題意の面間隔dは原点(0,0,0)と平面(2a)の間隔としてすぐに
d=a/√(h^2+k^2+l^2)  (3)
と求められます。

点と直線の距離の公式を使わなくとも、次のようにすれば求められます。
原点Oから法線ベクトル(h,k,l)の方向に進み、平面(2a)とぶつかった点をA(p,q,r)とします。
OAは法線ベクトルに平行ですから、新たなパラメータtを用いて
p=ht, q=kt, r=lt  (4)
の関係があります。
Aは平面(2a)上の点でもありますから、(4)を(2a)に代入すると
t(h^2+k^2+l^2)=a
t=a/(h^2+k^2+l^2)  (5)
を得ます。
ここにOAの長さは√(p^2+q^2+r^2)=|t|√(h^2+k^2+l^2)なので、これを(5)に代入して
|a|/√(h^2+k^2+l^2)  (6)
を得ます。OAの長さは面間隔dにほかならないので、(3)式が得られたことになります。

bokoboko777さん、これでいかがでしょうか。

*1 (h, k, l)の組が共通因数を持つ場合には、共通因数で割り互いに素になるようにします。例えば(111)面とは言いますが(222)面なる表現は使いません。
*2 左辺はhx+ky+lzでよいとして、なぜ右辺がaまたは-aと決まるのか(0.37aや5aにならないのは何故か)は以下のように説明されます。
平面をhx+ky+lz = C (Cはある定数)と置きます。この平面は少なくとも一つの格子点を通過する必要があります。その点を(x0,y0,z0)とします。
h,k,lはミラー指数の定義から整数です。またx0,y0,z0はいずれもaの整数倍である必要があります(∵格子点だから)。すると右辺のCも少なくともaの整数倍でなければなりません。
次に右辺の最小値ですが、最小の正整数は1ですから平面hx + ky + lz = aが格子点を通るかどうかを調べ、これが通るなら隣の平面はhx + ky + lz = aであると言えます。このことは次の命題と等価です。
<命題>p,qが互いに素な整数である場合、pm+qn=1を満たす整数の組(m,n)が少なくとも一つ存在する
<証明>p,qは正かつp>qと仮定して一般性を失わない。
p, 2p, 3p,...,(q-1)pをqで順に割った際の余りを考えてみる。
pをqで割った際の余りをr[1](整数)とする。同様に2pで割った際の余りをr[2]・・・とする。
これらの余りの集合{r[n]}(1≦n≦(q-1))からは、どの二つを選んで差をとってもそれはqの倍数とは成り得ない(もし倍数となるのならpとqが互いに素である条件に反する)。よって{r[n]}の要素はすべて異なる数である。ところで{r[n]}は互いに異なる(q-1)個の要素から成りかつ要素は(q-1)以下の正整数という条件があるので、その中に必ず1が含まれる。よって命題は成り立つ。

これから隣の平面はhx + ky + lz = aであると証明できます。ただここまで詳しく説明する必要はないでしょう。証明抜きで単に「隣の平面はhx + ky + lz = aである」と書くだけでよいと思います。

参考ページ:
ミラー指数を図なしで説明してしまいましたが、図が必要でしたら例えば
http://133.1.207.21/education/materdesign/
をどうぞ。「講義資料」から「テキスト 第3章」をダウンロードして読んでみてください。(pdfファイルです)

参考URL:http://133.1.207.21/education/materdesign/

「格子定数」「ミラー指数」などと出てくると構えてしまいますが、この問題の本質は3次元空間での簡単な幾何であり、高校生の数学の範囲で解くことができます。

固体物理の本では大抵、ミラー指数を「ある面が結晶のx軸、y軸、z軸を切る点の座標を(a/h, b/k, c/l)とし、(h, k, l)の組をミラー指数という(*1)」といった具合に説明しています。なぜわざわざ逆数にするの?という辺りから話がこんがらがることがしばしばです。
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Q粒界拡散とは

粒界拡散とはどんなことでしょうか。できたら具体的な例で教えてください。おねがいします。

Aベストアンサー

拡散現象は酔歩問題(ランダムウォーク)を併せて議論されたりしますが、酔っ払いが一体どこにたどり着くかという問題に興味を持って、随分以前ですが少しだけ調べたことがあります(←大袈裟、ほんのさわりだけ)。
拡散の熱力学はmomotarosamuraiさんが書かれていますので異なる観点から少し述べてみます。
固体内の拡散機構として4つの機構が提案されています。
1)格子間機構:結晶格子間をランダム歩行しながら原子が移動。
2)空孔機構:熱励起や不純物の添加で生じた結晶中の空孔が隣接する原子と位置を交換しながらランダム歩行していく。
3)準格子間拡散機構:1)と2)を併せたようなもので、格子と格子の間に原子が移動して格子間原子となり、これが次々とランダム歩行していく。
4)リング機構:空孔のような格子欠陥の存在を必要とせず、隣接する原子同士がリングを作り、リングを作った原子が互いに同時に位置を交換し合い、この交換を順次繰り返して拡散していく。

拡散の種類として
1)固体内部の拡散を体積拡散
2)固体表面の原子が表面に沿って拡散するのを表面拡散
●3)粒界拡散:結晶粒界に沿って原子が拡散
→結晶粒界(結晶粒間に生じる界面)やその近傍では原子の配列が乱れていますので、その乱れのお陰で原子は拡散しやすいということになります。
4)転位拡散:結晶中の欠陥である転位(原子配列あるいは結晶格子の乱れが1つの線に沿って生じている欠陥)に沿って原子が拡散
尚、粒界拡散の具体例は「セラミックス」で検索されればそこそこでてくると思います。
下記URLはアルミニューム合金の拡散に関するレポートで拡散の概論を知る上で参考になると思います。

参考URL:http://inaba.nims.go.jp/diff/DIF_Hirano/DIF3/hirano3.html

拡散現象は酔歩問題(ランダムウォーク)を併せて議論されたりしますが、酔っ払いが一体どこにたどり着くかという問題に興味を持って、随分以前ですが少しだけ調べたことがあります(←大袈裟、ほんのさわりだけ)。
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固体内の拡散機構として4つの機構が提案されています。
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2)空孔機構:熱励起や不純物の添加で生じた結晶中の空孔が隣接する原子と位置を交換...続きを読む

Q金属の強化法について。

金属の強化法は結晶粒を微細化する、固溶体強化、析出・分散強化の3つだと思うのですが、それぞれの特徴について教えてください。

Aベストアンサー

金属の塑性変形は,結晶格子がずれていく(転位)や,結晶粒界でのすべりなどに起因します。
結晶粒を微細化すれば粒界が多くなり,転位の運動(結晶格子のずれ)が粒界で抑制されるので,結果的に転位がピン止めされて変形が起こりづらくなります。
固溶体強化,析出・分散強化も,サイズこそ違うものの固溶原子や析出粒子を利用して転位の運動を阻害する同じメカニズムで強化が行われますが,特に固溶体強化,析出・分散強化の場合は,粒界のすべりにも有効な点が微細化と異なる点です。
また,微細化の場合は温度を上げれば粒成長によりその効果が失われやすいことがデメリットです。
ただし,金属材料の靭性を考えた場合,析出粒子などは欠陥として亀裂の発生源になりやすく,粒界を固溶強化した場合も一般に材料が硬くなることにより,靭性が低下(亀裂が入りやすくなる)します。結晶粒微細化した場合は,粒界に沿って亀裂が進行するため,破壊に要するエネルギー値が増大し,結果的に靭性値が向上します。
ということで,それぞれ長所・短所があり,目的とする特性に応じて使い分けが必要です。

Q六方晶における格子面を(0001)と4桁で

3次元結晶の場合、格子の面や格子ベクトルは
3つの数字の組(001)などで確か全て表せます。

六方晶でも3つの数字の組で表せるのですが、4つの数字の組で表した方が理解しやすいので、この記法が使われることがあります。

4つの数字と3つの数字の関係はどうなりますか?
4つの数字には別の拘束条件がありそうですが、
いかがでしょうか?

このことについて書いてあるwebとか本をご存知ないですか? ちょっと探したけれど見つからなかったので。

よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

六方結晶の場合は(0001)というような表し方ですね。いわゆるc軸が4桁目になります。(h,k,l,m)の場合、h + k = -l の関係があります。

参考URLに出典例を書きましたが、"ミラー指数" "0001"で検索すると、関連ページが56件ありました。

参考URL:http://www.f-denshi.com/000okite/300crstl/304cry.html

Q金属の回復現象って?

材料系の学部に在籍しているものです。圧延再結晶の実験を行っていたところ、回復現象というものを耳にしました。この場合の回復現象とはどのようなことを言うのでしょう?どなたか教えてください。

Aベストアンサー

再結晶のための熱処理で回復というと、以下のことではないでしょうか。

熱処理を行うと、原子の再配列がおき、ひずみのない結晶に戻ります(再結晶)。
これは顕微鏡で観察できますが、再結晶が起きる前に、結晶中では点欠陥の消滅や転位の再配列などが起きているのです。
これを回復(recovery)といいます。

学校の図書館で金属組織学についての本を調べれば、より詳しいことがわかるかと思います。

Qエクセルで計算すると2.43E-19などと表示される。Eとは何ですか?

よろしくお願いします。
エクセルの回帰分析をすると有意水準で2.43E-19などと表示されますが
Eとは何でしょうか?

また、回帰分析の数字の意味が良く分からないのですが、
皆さんは独学されましたか?それとも講座などをうけたのでしょうか?

回帰分析でR2(決定係数)しかみていないのですが
どうすれば回帰分析が分かるようになるのでしょうか?
本を読んだのですがいまいち難しくて分かりません。
教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるための指数表記のことですよ。
・よって、『2.43E-19』とは?
 2.43×1/(10の19乗)で、
 2.43×1/10000000000000000000となり、
 2.43×0.0000000000000000001だから、
 0.000000000000000000243という数値を意味します。

補足:
・E+数値は 10、100、1000 という大きい数を表します。
・E-数値は 0.1、0.01、0.001 という小さい数を表します。
・数学では『2.43×10』の次に、小さい数字で上に『19』と表示します。→http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%87%E6%95%B0%E8%A1%A8%E8%A8%98
・最後に『回帰分析』とは何?下の『参考URL』をどうぞ。→『数学』カテゴリで質問してみては?

参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%9E%E5%B8%B0%E5%88%86%E6%9E%90

★回答
・最初に『回帰分析』をここで説明するのは少し大変なので『E』のみ説明します。
・回答者 No.1 ~ No.3 さんと同じく『指数表記』の『Exponent』ですよ。
・『指数』って分かりますか?
・10→1.0E+1(1.0×10の1乗)→×10倍
・100→1.0E+2(1.0×10の2乗)→×100倍
・1000→1.0E+3(1.0×10の3乗)→×1000倍
・0.1→1.0E-1(1.0×1/10の1乗)→×1/10倍→÷10
・0.01→1.0E-2(1.0×1/10の2乗)→×1/100倍→÷100
・0.001→1.0E-3(1.0×1/10の3乗)→×1/1000倍→÷1000
・になります。ようするに 10 を n 乗すると元の数字になるた...続きを読む

Q真応力と真ひずみの定義(真応力は定義式)を教えてください。

真応力と真ひずみの定義(真応力は定義式)を教えてください。

あと、材料の応力-ひずみ線図において
塑性領域では真応力、真ひずみを使う理由も教えて欲しいです。

Aベストアンサー

試験片を引っ張ると引っ張る方向に延びるとともに、断面が縮みます。応力は荷重を断面積で割ったものであるとすればこの縮み分を考慮に入れようというのが真応力力、真ひずみの考え方です。塑性領域では断面の変化が大きくなるから真応力、真ひずみを用いる必要性が高くなります。

参考URL:http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc12/HIT/html/tests/stress-strain.html

Q固溶体、金属間化合物、合金の違いは?

「固溶体」、「金属間化合物」、「合金」の違いについて、分かりやすく教えて下さい。辞書類でそれぞれについては調べてみたのですが、いまいち違いが良く分かりません。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

>メッキ鋼板、ステンレス(鉄にクロム、ニッケルを混ぜた?もの)、チタン合金等は.....
組成が限定されていないと正確なことはいえませんが、大まかには以下のようではにでしょうか?
メッキ鋼板:鋼板部分が(鉄)と(鉄と炭素の固溶体)と(鉄と炭素の化合物:セメンタイトFe3C)の混合物とメッキ部(単体金属/固溶体/金属間化合物?)
ステンレス:基本的には多分固溶体です。(一般的には不純物等による金属間化合物、酸化物、炭化物等も含んでいます。)
チタン合金:組成により、異なります。Ti-Al-V系では固溶体かな?ただ、Ti-Alの間では、Ti3Al等の金属間化合物も存在するので、よくわかりません。

P.S.
金属間化合物にも、化学量論組成からズレたものも存在します。
金属間化合物を作っているか/固溶体かは 相図(phase Diagram)を見れば判ります。(但し、相図は十分な時間経過の後の安定な状態です。急冷等にて作ったものは非安定相が含まれることがあり、この場合は判りません)

Qデンドライト状結晶

よく文献にデンドライト状結晶と書いてありますが
これはどのような形でどのように発生するんでしょうか?
基本的な質問でスミマセンが、宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

「デンドライト」は主に金属工学の分野、特に金属組織、結晶成長などと関連した文献で出てくる用語ですね。どの分野の文献か尋ねている人がいますが、分野すら分からないとなると回答はそもそもおぼつかないことでしょう。

デンドライト状結晶は金属融液を凝固させた際に典型的に観察される組織で、「樹枝状結晶」などとも呼ばれます。漢字で書けばなんとなくイメージはつかめると思いますが、何はともあれ図で示したいと思います。参考ページ[1]から「凝固現象5 成長界面の安定性・不安定性」のpdfファイルをダウンロードして開いてみて下さい。
1ページ目にサクシノニトリル*1の結晶成長の写真が4枚載っています。(写真内では下側が結晶、上側が液相)
左上の写真は結晶-液相の界面が平坦な場合、右上の写真は界面が乱れて突起が並んだ形状になった場合、左下・右下の写真はさらに界面が乱れ側枝を持つ形状になった場合の例です。このような樹枝状の結晶のことを「デンドライト状結晶」あるいは単に「デンドライト」と呼びます。

結晶成長において界面が平坦な面を保ったまま成長するか、あるいは波打ったり上述のデンドライトのように荒れたりするかについては重要な問題であり、古くから研究がなされています。数式を用いた詳細な説明は前出の「凝固現象5 成長界面の安定性・不安定性」のpdfファイルをお読み頂くとして、かいつまんで定性的に説明するなら以下のようになります。

溶液からの結晶成長の場合、下図のように溶液内の遠方から溶質原子が次々と結晶表面(固液界面)にやってきて、それが順次析出することで成長が進みます。

 ● ●  ● ●溶質
● ●  ●
↓●  ●  溶液
  ●  ●
  ↓  ↓ ●
 ●  ●  ↓
 ↓  ↓ ●
 ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄
  結晶表面

このような状況下では、溶質の濃度には結晶表面からの距離に応じて勾配が生じます*2。すなわち、表面から遠いほど濃度が高くなる分布になります。
さてこの状況で、何らかの原因により界面に凹凸が生じたとしましょう。凸部先端近傍の溶質の濃度は平坦部のそれより高くなりますからより成長しやすくなります。また凹部近傍では溶質濃度が平坦部のそれより低くなりますから成長しにくくなります。すると界面の凹凸は一層強調されることになり、さらに溶質の濃度差が開きます。この繰り返しにより最終的には冒頭で説明したデンドライトに至ります。
詳しい定量的な説明については「凝固現象5 成長界面の安定性・不安定性」のpdfファイル、5-1, 5-2を読んでみてください。

*1 サクシノニトリルは金属ではありませんが、金属の凝固挙動をよく模擬できるのでモデル物質としてしばしば選ばれます。
*2 拡散方程式を解くにあたって、成長している結晶の表面は溶質の吸込み口として扱われます。これが濃度勾配の源です。成長が速くなると吸込み量が多くなりますが、その場合濃度勾配が大きくなってデンドライトが生じやすくなります。

[1] http://www.mpd.ams.eng.osaka-u.ac.jp/lecture/FunctionalMaterialsProcess/

参考URL:http://www.mpd.ams.eng.osaka-u.ac.jp/lecture/FunctionalMaterialsProcess/

「デンドライト」は主に金属工学の分野、特に金属組織、結晶成長などと関連した文献で出てくる用語ですね。どの分野の文献か尋ねている人がいますが、分野すら分からないとなると回答はそもそもおぼつかないことでしょう。

デンドライト状結晶は金属融液を凝固させた際に典型的に観察される組織で、「樹枝状結晶」などとも呼ばれます。漢字で書けばなんとなくイメージはつかめると思いますが、何はともあれ図で示したいと思います。参考ページ[1]から「凝固現象5 成長界面の安定性・不安定性」のpdfファイルを...続きを読む

Qヤング率について・・・

明日、卒研発表で困っています。
ヤング率が、「伸びと力の関係から求められる定数で、その物体の歪みにくさをあらわす」だということを調べたのですが、説明しずらいので、もうすこし分かりやすい言い方をご存知の方はお願いします。

Aベストアンサー

> ヤング率について・・・

---------------
【 答その1 】

簡単に言えば「材料のたわみ難さ」のことで、普通一般においては、
【 剛性 】と言う言葉で、表現されているものである。

---------------
【 答その2 】

「加えた力を、単位(面積)で割った値」を、「応力」とし、
「伸び量を、単位(長さ)で割った値」を、「歪率」とした時、
「応力」を「歪率」で割った値が、「ヤング率」と呼ばれる値である。

---------------
【 答その3 】

材料の弾性限度内において、
「単位(面積)当たりに加えた力」を、その時点での、
「単位(長さ)当たりの伸び量」で割った値を、「ヤング率」と呼ぶ。

---------------
「 ヤング率 」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A4%E3%83%B3%E3%82%B0%E7%8E%87
「 剛性と強さ 」
http://okweb.jp/kotaeru.php3?q=65704

> ヤング率について・・・

---------------
【 答その1 】

簡単に言えば「材料のたわみ難さ」のことで、普通一般においては、
【 剛性 】と言う言葉で、表現されているものである。

---------------
【 答その2 】

「加えた力を、単位(面積)で割った値」を、「応力」とし、
「伸び量を、単位(長さ)で割った値」を、「歪率」とした時、
「応力」を「歪率」で割った値が、「ヤング率」と呼ばれる値である。

---------------
【 答その3 】

材料の弾性限度内において、
「単位(面...続きを読む


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