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ジルコニウム基金属ガラスの準安定熱力学データベース構築とナノ組織制御への展開

Research Project

Project/Area Number 18029018
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

大谷 博司  Kyushu Institute of Technology, 工学部, 教授 (70176923)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長谷部 光弘  九州工業大学, 工学部, 教授 (70005552)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥5,500,000 (Direct Cost: ¥5,500,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords状態図 / 第一原理計算 / 準安定平衡 / アモルファス形成
Research Abstract

本研究では,実験データに基づいた熱力学的解析によって状態図を構成する方法,いわゆるCALPHAD(Calculation of Phase Diagrams)法を用いて,Rb-Ni-Ti-Zr4元系を構成する各3元系状態図の熱力学的解析を行い,これら各3元系の解析結果を基に4元系における相平衡を計算した.さらに熱力学平衡計算と速度論とをカップリングさせて3元合金および4元合金のガラス形成能を評価した.解析ではNb-Ni-Ti-Zr4元系に現れる各相について,液相および一次固溶体相は正則溶体近似を用いて,また化合物相は副格子モデルを用いてそのGibbsエネルギーを記述した.本研究では解析に先立ち,示差走査熱量測定(DSC)により,液相が関与する相境界を決定し,さらに第一原理計算によっていくつかの化合物相の生成エネルギーを算出した.熱力学的解析では,これらの結果と従来の実験データに基づいて熱力学パラメータを決定した.Nb-Ni-Ti-Zr4元系における相平衡は,各3元系の解析結果の外挿により計算を行った.その結果,実験結果をよく再現できる熱力学パラメータを得ることができた.さらに,状態図計算によって得られた熱力学量をDavies-Uhlmannの速度論的取扱いに導入し,アモルファス形成能を評価した.その結果Nb-Ni-Ti-Zr4元系においては20mo1% ZrまではNb-Ni-Ti3元合金へのZr添加量が増加するにつれて臨界冷却速度が遅くなることが予測された.この結果は実測結果とよく一致していることから,本研究により臨界冷却速度やアモルファス形成を支配する結晶相等の定量的な情報を得ることができたものと考えている.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2007 2006

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of the Glass-Forming Ability of Nb-Ni-Ti-Zr Quaternary Alloys Using the CALPHAD Approach2007

    • Author(s)
      T. Tokunasa, H. Ohtani, and M. Hasebe.
    • Journal Title

      Mater. Trans. 48

      Pages: 1635-1638

    • NAID

      130004453615

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic Analysis of the Phase Equilibria in the Nb-Ni-Zr System2007

    • Author(s)
      T. Tokunaga, S. Matsumoto, H.Ohtani, and M. Hasebe.
    • Journal Title

      Mater. Trans. 48

      Pages: 2263-2271

    • NAID

      10018249629

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ti-HおよびZr-H二元系状態図の熱力学的解析2007

    • Author(s)
      浮田周佑, 大谷博司, 長谷部光弘
    • Journal Title

      日本金属学会誌 71

      Pages: 721-729

    • NAID

      10019854716

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic Analysis of the Ti-Zr-H Ternary Phase Diagram2007

    • Author(s)
      S. Ukita, H. Ohtani and M. Hasebe
    • Journal Title

      Advanced Materials Research 26-28

      Pages: 989-992

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamic Calculation of Phase Equilibria in the Nh-Ni-Ti-Zr Quaternary System2007

    • Author(s)
      T.Tokunaga, S.Matsumoto, H.Ohtani, M.Hasebe
    • Journal Title

      Mater. Trans. 48・2

      Pages: 89-96

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Nb-Ni-Zr系における相平衡の熱力学的手解析2006

    • Author(s)
      徳永辰也, 松本智史, 大谷博司, 長谷部光弘
    • Journal Title

      日本金属学会誌 70・9

      Pages: 741-749

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermodynamic Analysis of the Ti-Zr-H Ternary Phase Diagram2007

    • Author(s)
      S. Ukita, H. Ohtani, M. Hasebe
    • Organizer
      The Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • Place of Presentation
      Korea
    • Year and Date
      2007-11-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Ti-Ni-H 3元系状態図の熱力学的解析2007

    • Author(s)
      野崎祐志, 大谷博司, 長谷部光弘
    • Organizer
      第141回日本金属学会2007年秋期大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] V-H 2元系状態図の熱力学的解析2007

    • Author(s)
      浮田周佑, 大谷博司, 長谷部光弘
    • Organizer
      第141回日本金属学会2007年秋期大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Fe-Zr-B 3元系状態図の熱力学的解析2007

    • Author(s)
      寺島研, 徳永辰也, 大谷博司, 長谷部光弘
    • Organizer
      第141回日本金属学会2007年秋期大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Book] Springer Handbook of Materials Measurement Methods (H. Czichos, T. Saito, L. Smith Eds.)2006

    • Author(s)
      H.Ohtani(分担執筆)
    • Total Pages
      300
    • Publisher
      Springer-Verlag
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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