2007 Fiscal Year Annual Research Report
金属ガラス/ナノ結晶粉末加熱による高密度バルク体の作製、構造変化と特性評価
| Project Area | Microwave-Excited, High-Temperature Thermally Non-Equilibrium Reaction Fields |
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| Project/Area Number |
18070001
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
LOUZGUINE D.V. Tohoku University, 金属材料研究所, 准教授 (60302212)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
才田 淳治 東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 准教授 (20359540)
中森 裕子 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90359539)
謝 国強 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (50422134)
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| Keywords | マイクロウエーブ / 金属ガラス / 粉末焼結 / 微細構造 / 機械的性質 / エネルギー / 水素 / 結晶化 |
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| Research Abstract |
これまでの研究期間において、マイクロ波(MW)焼結に用いる広い過冷却液体領域を有する新しい金属ガラスを創製するため、各種合金属の粉末試料を作製した。そのガラス形成能、過冷却液体領域、ガラス相の熱的安定性等を系統的に検討した。その後、シングルモードMW焼結装置を用いて、電場及び磁場の最大値を用いて焼結することで、MW焼結によるバルク金属ガラス試料作製の可能性及びガラス相の安定性を検討した。今年度は特に焼結体の性能を改善するため、MW焼結装置のアルミナ加圧機構を改良した。また、ガスアトマイズ法による金属ガラス粉末サンプルも作製した。粉末のサイズは20μmから120μmである。最近開発されたCu_<50>Zr_<45>Al_5,Ni_<59.35>Nb_<34.45>Sn_<6.2>,Ni_<59>Ti_<16>Zr_<20>Sn_5,Ni_<52.5>Zr_<15>Nb_<10>Ti_<15>Pt_<7.5>及びZr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5合金属の焼結挙動も検討した。これらの合金は広い過冷却液体領域(50K以上)があり、高い安定性を有する上、加熱誘起ガラス相の結晶化に対しても高い安定性がある。上記の合金粉末をMW法で焼結した結果、ほとんどの金属ガラス粉末は磁場によって効率的に加熱されるが、電揚では十分な加熱が得られないことが観察された。また、ガラス相のCu_<50>Zr_<45>Al_5粉末と結晶質Fe粉末を混合し、MW焼結法でコンポジット試料の作製にも成功した。なお、金属ガラス粉末の熱的安定性は示差走査熱量分析装置によって測定し、焼結試料の構造と組織はX線回折装置及び走査電子顕微鏡によってそれぞれ評価した。また合金粉末の薄膜でシールドされた専用のチェンバーを製作し、合金粉末層にMW加熱効果が浸透することを実証した。Buchelnikov教授はコア-シェル複合モードによる有効ミディアム近似法でMW中の金属粉末の加熱機構に関して理論的な解明を行った。
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