Abstract
Mechanical alloying (MA) by planetary type ball mill of pure iron powders was carried out under the ammonia gas atmosphere. The powders of metastable iron nitrides was synthesized up to the nitrogen content of 23 at% N. The observed phases are identified as the super-saturated bcc solid solution for the nitrogen concentration below 14.5 at% N and the non-equilibrium hcp phase stable at high temperature for 20.8 at.% N. Magnetization of Fe-N powders gradually decreases with increasing the N concentration on contrast to the enhancement reported for the bct iron nitrides. Neutron diffraction experiments also provide detailed information concerning the local atomic structure surrounding the nitrogen atoms. The coordination number of Fe atom around a nitrogen atom for the iron nitride containing 9.5 at% N turns out to be 3.9 atoms. This suggests that a nitrogen atom is situated at a center of the tetrahedron formed by iron atoms.
유형성 볼밀을 사용하여 순수한 철분말 암모니아가스 분위기 중에서 기계적 합금화(MA) 처리를 하였다. 그 결과 질소함량이 23 at% 까지 준안정 질화철 분말을 얻을 수 있었다. 질화철 분말의 생성상은 질소 함량이 14.5 at% N 이하의 경우 bcc과포화 고용체가, 20.8 at% N에서는 고온에서 안정한 비평형 hcp 결정 분말이었다. MA법으로 제조한 Fe-N계 분말의 포화 자화는 질소농도가 증가함에 따라 단조로운 감소를 보였으며 보고된 bct 질화철에서의 포화자화값 증가와 대조적인 결과를 나타냈다. 질소원자 주위의 상세한 를 조사하기 위하여 중성자 회절 실험을 행하였다. 그 결과, 9.5 at% N의 질화철 분말의 경우 질소원자 주위의 철원자의 배위수는 3.9이었으며, 이러한 결정구조해석 결과로부터 질소원자는 철원자로 이루어진 4면체의 중심에 위치하고 있는 것으로 판단되었다.