1994 Fiscal Year Annual Research Report
新しい金属基ガラスの創製と物性を利用した工業材料への新展開
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06102002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 明久 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10108566)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 涛 金属材料研究所, 助手 (70250818)
木村 久道 金属材料研究所, 助手 (00161571)
蔡 安邦 金属材料研究所, 助教授 (90225681)
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| Keywords | 金属ガラス / ガラス形成能 / 臨界冷却速度 / 過冷却液体 / 連続冷却変態曲線 / 結晶化拳動 / 金型鋳造法 / 一方向擬固法 |
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| Research Abstract |
本年度では、(1)大形の金属ガラスが作成可能な大きなガラス形成能をもつ合金組成の探索、(2)それらの金属ガラスの連続冷却変態曲線図の構築とそのデータに基づいたガラス相生成の臨界冷却速度の決定、(3)ガラス形成能を支配している過冷却液体の安定性の機構を解明することを目的として、過冷却液体からの結晶相の核生成、成長挙動の調査、および(4)これらの調査から得た最適組成を用いることによる大型金属ガラスの作製を試みた。以下に各項目の主要結果の概要について述べる。(1)では、Zr-AI-TM(TM=遷移金属)系において、TM元素を種々変化させて結晶化温度以下での過冷却液体域の温度間隔の広い組成を探査した結果、Zr_<60>AI_<10>Ni_<10>Cu_<202>およびZr_<65>A1_7.5Ni_<10>Cu_<17>.5合金が大きなガラス形成能を有していることが判明した。(2)では、(1)で得た2種類の合金の種々の速度での連続冷却時の過冷却液体-結晶相変態を実測し、金属ガラスでは初めての連続冷却液体-結晶相変態図を作製した。この変態図から、ガラス相生成の臨界冷却速度がZr_<60>AI_<10>Ni_<10>Cu_<20>では16K/s、Zr_<65>AI_7.5Ni_<10>Cu_<17>.5では12K/sの小さな値であることを実験的に明らかにした。(3)では、これらの金属ガラスの過冷却液体からの結晶相の核生成・成長を速度論的および金属組織学的に調べ、大きなガラス形成能の原因が、核生成と成長の最大頻度温度が大きく異なっていることおよぴ結晶核成長に必要な構成元素間の拡散(再配列)が困難であることによっていることをつきとめている。(4)では、鋼鋳型鋳造法により、17mm直径、7Omm長さの円柱状金属ガラスが、また一方向凝固法により15×12×300Ommの大型直方体の金属ガラスの作製に成功するとともに、これらの大型金属ガラスの機械的性質と熱的安定性が単ロール法で作製したガラス薄帯と同じであることを明らかにしている。
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[Publications] Y.Saotome,A.Inoue: "Superplastic Micro-Forming of Microstructure" Seventh IEEE Internationl Warkshop on Micro Electro Mechanical Systems(MEMS-94). 343-348 (1994)
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[Publications] A.Inove,T.Zhang,N.Nishiyana,K.Ohba,T.Masumoto: "Extremeiy Wide Supercooled Liquid Region and large Glass-Forming Ability in Zr_<65-x>al_<7.5>Cu_<17.5>Ni_<10>Be_X Amorphous" Materials Science and Engineering. A179/A180. 210-214 (1994)
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[Publications] K.Sugiyama,A.H.Shinohara,Y.Waseda,S.Chen,A.Inove: "Anomalous SAXS Study ON Structural Inhomogeneity in Amorphous Zr_<33>Y_<27>Ai_<15>Ni_<25> Alloy" Materials Transactions,JIM. 35,No.7. 481-484 (1994)
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[Publications] A.Inoue,Y.Yokoyama,Y.Shinohara,T.Masumoto: "Preparation of Bulky Zr-Based Amorphous Alloys by a Zone Melting Method" Materiasls Transactions,JIM. 35,No.12. 923-926 (1995)
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[Publications] Akihisa Inoue,Tao Zhang,Tsuyoshi Masumoto: "Preparation of Bulky Amorphous Zr-Al-Co-Ni-Cu Alloys by Metallic Mold casting and Their Thermal and Mechanical Properties" Materials Transactions,JIM. 36,No.3. (1995)
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[Publications] 井上明久: "大過冷液体の利用による新しい非平衡構造相の創製と新素材開発" 金属. 65、No.1. 45-92 (1995)
