Letter 材料：ビスマスによる銅の脆化は原子サイズの効果 2004年12月23日 Nature 432, 7020 doi: 10.1038/nature03198 不純物元素の粒界への偏析による脆化は、急速に進展する亀裂による金属の破壊につながる数少ない現象の一つである。今回我々は、微量のビスマスの存在が延性に富む銅の脆性破壊をどのようにして引き起こすのかという、100年以上にわたって議論されてきた問題を解決した。BiによるCuの脆化については3つの仮説がある。2つは電子効果により結合が強まるか弱まるためであるというもので、3つめは単純な原子サイズ効果によるとするものだ。我々は第1原理量子力学計算を行い、電子仮説を排除してサイズ効果を支持する結果を得たので報告する。粒界への偏析の際に、大きなBi原子が界面のCu原子の間を広げ、原子間結合を弱めることを示す。粒界が弱くなる機構の解明は、サイズの大きい不純物によるすべての脆化現象にとって重要な価値をもつ。 Full Text PDF 目次へ戻る
