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著しくガラス形成能を高める微量添加元素効果の機構解明

Research Project

Project/Area Number 16039219
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionMiyagi National College of Technology

Principal Investigator

松浦 真 (松浦 眞)  宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (40042262)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉田 光彦  宮城工業高等専門学校, 材料工学科, 教授 (40042254)
今野 一弥  宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 助教授 (80270198)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥5,400,000 (Direct Cost: ¥5,400,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywordsバルク金属ガラス / Mg合金 / MgCuY / ガラス形成能 / EXAFS / 微量元素 / Mg_<65>Cu_<25>Y_<10> / Mg / 原子半径比
Research Abstract

本研究は主にマグネシウム系バルク金属ガラスの形成条件を明らかにすることを主な目的とした。そのため、最もガラス形成能が高いことで知られるMg_<65>Cu_<25>Y_<10>合金の構造の特徴と、Mg中におけるCuおよびYのガラス形成能に及ぼす役割を明らかにすることを目指した。1年目の研究ではEXAFSを用いてMg_<65>Cu_<25>Y_<10>金属ガラスのCuおよびY原子の局所構造を調べた。その結果、Cu、Yの局所構造はhcp Mgとよく似た原子配列を持つことを明らかにした。このことからMg_<65>Cu_<25>Y_<10>合金は原子半径が異なるMg, Y, Cuが最も稠密構造となる組成であることを示しており、本合金のバルク金属ガラスの安定性にとって原子の寸法効果が重要な因子となっていることを明らかにした。
2年目となる本年度の研究はhcp Mg中のCuおよびYが相互にどのような影響を及ぼしあっているかについて調べることを目的に、Mgに微量なCuおよびYを添加した合金の、TEMによる微細組織を調べることを目的とした。測定に用いた試料は溶融急冷法により作製したMg_<99>Cu_1、Mg_<98>Cu_1Y_1、Mg_<98>Cu_1Gd_1およびMg_<98>Ni_1Y_1であった。その結果、次のようなことが明らかとなった。
1)Mgに1at%Cuを単独に添加した場合は、微細なMg_2Cuが結晶粒内と粒界に析出した。
2)Mgに1at%Cuと1at%Yを複合添加した場合はc軸に直角方向に配向した100-200nm程度の大きさの筋状の微細な析出物が粒内に析出した。
3)高分解能電顕観察の結果、この析出物は非晶質相からなる細長い中心部分と、その両側を14Hの長周期積層構造がサンドイッチした極めて珍しい析出物であることを発見した。これを我々はLAL粒子と名付けた。
4)このLAL粒子の組成を調べたところ、中心部分の非晶質相がMg:67,Cu:28,Y:5at%で、長周期層はMg:80,Cu:15,Y:5 at.%であった。
以上のことから、Mg中にCuおよびYを微量に含む場合、急冷状態で結晶粒内に非晶質相が形成されること。この非晶質相の組成がバルク金属ガラスを形成するMg_<65>Cu_<25>Y_<10>に近いことが明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2006 2004

All Journal Article

  • [Journal Article] XAFSによるZr基、Ni基、CU基バルク金属ガラスの局所構造解析とEXAFS Debye-Waller因子2006

    • Author(s)
      松浦 真, 今野一弥, 浅田 格, 櫻井雅樹, 張 偉, 井上明久
    • Journal Title

      粉体および粉末冶金 53巻

      Pages: 96-97

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] XAFSによるNd2Fe14B系磁石の局所構造解析 -HDDR処理と微量添加元素の役割-2006

    • Author(s)
      松浦 真, 今野一弥, 櫻井雅樹
    • Journal Title

      まてりあ 45

      Pages: 18-22

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Embrittlement and local structures for the Cu-, Ni- and Zr-based bulk metallic glasses2006

    • Author(s)
      M.Matsuura, K.Konno, K.Asada, M.Sakurai, W.Zhang, A.Inoue
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering A, (to be published)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Local structures around Zr, Ni and Cu for the Zr67Cu33 and Zr67Ni33 metallic glasses2006

    • Author(s)
      M.Matsuura, M.Sakurai, W.Zhang A.Inoue
    • Journal Title

      Proceeding of Thermec'2006 (to be published)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Precipitates with peculiar morphology consisting of a plate-like amorphous core sandwiched between 14H-typed long period stacking order crystals in a melt-quenched Mg_<98>Cu_1Y_1 alloy2006

    • Author(s)
      M.Matsuura^a, K.Konno^a, M.Yoshida^a, M.Nishijima^b, K.Hiraga
    • Journal Title

      Transaction JIM (to be published)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Local structures around Cu and Y in Mg_<65>Cu_<25>Y_<10> metallic glass2004

    • Author(s)
      M.Matsuura, K.Konno, K.Asada, M.Sakurai, K.Amiya, A.Inoue
    • Journal Title

      Newsletter Materials Science of Bulk Metallic Glasses 1,No2

      Pages: 20-20

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-03-31   Modified: 2018-03-28  

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