スピノーダル分解（すぴのーだるぶんかい）
Spinodal Decomposition
拡散変態の一種。
合金が完全に固まった後に、特定の温度範囲（スピノーダル領域／固相で結晶構造などが異なる相が共存する領域）に入ると、原子が自発的に拡散して、均一な状態から組成の濃い部分と薄い部分に分かれていく現象。
これは、通常の析出のように、核ができてから成長するのではなく、合金全体が同時に、まるで水と油が自然に分離するように、時間をかけて連続的に相分離が進行する。
この結果、規則的な網目状の微細構造が形成される。
鋼の時効処理の他、銅-ニッケル-鉄合金（Cu-Ni-Fe）、鉄-モリブデン、鉄-ニッケル、チタン－モリブデンなどの合金が、スピノーダル分解を起こすことで強化される。
プロセス
① 固溶化処理
まず、合金を十分に高温に加熱して、すべての成分を溶け込ませ、単一で均一な固溶体（固体の均一な混合物）にする。
この温度は、通常、液相と固相が共存する温度よりも低い、完全に固体の状態にする。
② 急 冷
この均一な固溶体を、スピノーダル領域内にある温度まで急冷する。
この急冷によって、原子の拡散を抑制し、熱力学的に不安定な状態を閉じ込める。
③ 時効処理
スピノーダル領域の温度でしばらく保持し、時効硬化させることで、不安定な状態にある原子が拡散し、自発的に濃い部分と薄い部分に分かれ始める。
この段階で、スピノーダル分解が進行し、規則的な網目状の微細構造が形成される。
組成の制御
合金の組成を変えることで、スピノーダル領域の温度や広さの調整が可能となる。
例えば、ある特定の元素を添加すると、スピノーダル領域がより広い温度範囲に広がり、分解が起こりやすくなる。
合金設計の段階で、目的の性質（磁性、硬さなど）を持つ微細構造が形成されるように、元素の組み合わせを慎重に選択する。
熱処理条件の制御
■ 温 度
均一な固溶体から、意図的にスピノーダル領域内の温度に急冷（クエンチ）することで、分解を誘発させる。
■ 保持時間
スピノーダル領域の温度に保持する時間を変えることで、形成される網目構造のサイズや周期が調整できる。
保持時間が長いほど、析出物が成長し、構造が粗大化する。
■ 冷却速度
連続的な冷却過程での冷却速度を調整することで、最終的な微細構造を精密に制御することが研究されている。
特に、強磁性材料などでは、冷却速度が磁気特性に直接影響を与えることがわかっている。
鋳造用語 索引