天田財団_助成研究成果報告書2023_2
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量出検素窒.ta/ 図5 SCP前後の試験片の拡大図と断面プロファイル 図6 試料の断面SIM像 %0 0248図7 EPMAによる元素分析の結果 3・4 結晶相同定結果 図8にSCP前後の試験片表面から得たXRD図形を示す.SCP前の試料のXRD図形からはTiに起因するピーク(■印付)のみが確認された.一方,SCP後の試料のXRD図形からは,Tiのピークの他に,TiNに起因するピーク(◆ − 109 −(a)SCP前の試料の表面拡大図および断面プロファイル (b)改質部の拡大図および断面プロファイル SCP前後の改質部における表面性状の変化を定量的に示すため,表面粗さを測定した.図5にSCP前後の試験片の拡大図と断面のプロファイルを示す.なお,断面プロファイル図は試験片拡大図のA-B断面から取得したものである.図5(a)より,SCP前の試験片の表面は概ね平滑であり,このときの表面粗さはRa = 0.29 μmであった.一方,図5(b)より,SCP後の試験片表面には高さ5 μm程度の凹凸が多数確認された.表面粗さはRa = 1.12 μmであり,SCP前より大きな値を示した. 3・2 断面組織観察結果 FIB装置を用いて,分析用試料断面に創生した観察面のSIM像を取得した.SIM像では,組織の結晶方位差に依存したコントラストが得られ,観察組織の組織構造を定性的に評価することができる.図6にSCP前後の試料断面におけるSIM像を示す.なお,同図のSIM像は装置内の試料を60 °傾斜させ撮影したものであるため,画像の縦方向長さは本来の√3/2倍 (≒0.87倍)になっている.図6(a)より,SCP前の試料の断面には,明瞭な組織が確認されなかった.一方,SCP後の試料には,図6(b)中黄色の矢印で示した箇所のように,表層から12 μm程度の深さまで回転方向に筋状の組織が形成されていることが観察された.これは,SCP前の表層には見られなかった組織であり,細かなコントラストの変化が確認できることから,改質部の組織が微細化された結果であると言える.このように,SCPを施すことで表層組織が大きく変化することが確認された. 3・3 元素分析結果 図7に,EPMAによる元素分析の結果を示す.Line1~Line3のいずれにおいても,表面から深さ2 μm までの範囲で約30 at%を超える窒素が検出された.一方,深さ2 µm から10 μm にかけては検出される窒素の量が減少し,深さ10 μm 以上では検出されなくなった. 40302010(a)SCP前の試料断面のSIM像 (b)改質部の断面SIM像 10Line1Line2Line3161820614表面からの距離/ μm12

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