1995 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 濤 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70250818)
木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00161571)
蔡 安邦 東北大学, 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 / 結晶化挙動 / 金型鋳造法 / 粘性加工 |
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| Research Abstract |
本年度では、前年度に引き続いて大形の金属ガラスが作製可能な大きなガラス形成能をもつ新しい合金組成の探索、(2)新しい金属ガラスの連続冷却変態(C.T.T.)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各生成、成長挙動の調査、(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形金属ガラスの作製、(5)新しい金属ガラスの諸性質の解明、および(6)大型金属ガラスの過冷却液体域での粘性加工性の調査を行った。以下に各項目毎に、本年度で得られた主要結果の概要について述べる。(1)では、Fe-(Al,Ga)-(P,B,C,Si,Ge)系、Pd-Cu-Ni-P系、Nd-Fe-Al系、Pr-Fe-Al系において直径2mm以上の大形金属ガラスが銅鋳型鋳造法により作製できることを見出した。(2)ではPd-Cu-Ni-P系合金のC.C.T.曲線を実験的に作成し、その結果本系合金のガラス生成の臨界冷却(Rc)速度が0.1K/sのきわめて小さな値であることを明らかにした。Rcが1K/s以下となった初めての結果として注目される。(3)ではZr-Al-Ni-Cu系合金でのAlの効果について調べ、結晶化は大きなガラス形成能を示す組成では4種類の化合物が過冷却液体から共晶反応的に析出する様式で生じるが、その組成からずれると、2種類の化合物の析出様式に変化する。この4種類の化合物生成のための原子の再配列の困難さが大きなガラス形成能の要因のひとつであることをつきとめている。(4)本年度で見出した新しい金属ガラスにおいて大形ガラス合金を吸引鋳造法という新たに開発した作製法を用いて作製した結果、最大直径は、Pd-Cu-Ni-P系で40mm、Nd-Fe-Al系で12mmに達している。(5)では、Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,S)系金属ガラスが軟磁性を、Pd-Cu-Ni-P系合金が高電極特性を、Nd-Fe-AlおよびPr-Fe-Al系合金が永久磁石特性を示すことを見出し、高機能性金属ガラスとしての発展の可能性を示した。(6)では平成6年度で見出していたZr-Al-Ni-Cu系金属ガラスを用いて過冷却液体域での変形挙動の温度、ひずみ速度依存性を調べると共に、そのデータに基づいて押出し法による微小歯車を作製することに成功している。
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[Publications] A.Inoue,J.S.Gook: "Fe-Based Ferromagnetic Glassy Alloys with Wide Supercooled Liquid Regon" Materials Transactions,JIM. 36,No.9. 1180-1183 (1995)
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[Publications] A.Inoue,T.Zhang: "Fabrication of Bulky Zr-Based Glassy Alloys by Suction Casting into Copper Mold" Materials Transactions,JIM. 36,No.9. 1184-1187 (1995)
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[Publications] A.Inoue,Y.Shinohara,Y.Yokoyama,T.Masumoto: "Solidification Anayses of Bulky Zr_<60>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15>Pd_5 Glass Produced by Casting into Wedge-Shape Copper Mold" Materials Transactions,JIM. 36,No.10. 1276-1281 (1995)
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[Publications] Y.Yokoyama,A.Inoue: "Solidification Condition of Bulk Glassy Zr_<60>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15>Pd_5 Alloy by Unidirectional Arc Melting" Materials Transactions,JIM. 36,No.11. 1398-1402 (1995)
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[Publications] A.Inoue,C.Fan,T.Masumoto: "Thermal Properties of Zr-TM-B and Zr-TM-Ga(TM=Co,Ni,Cu)Amorphous Alloys with Wide Range of Supercooling" Materials Transactions,JIM. 36,No.11. 1411-1419 (1995)
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[Publications] A.Inoue,S.Shibata,T.Zhang: "Effect of Additional Elements on Glass Transition Behavior and Glass Formation Tendency of Zr-Al-Cu-Ni Alloys" Materials Transactions,JIM. 36,No12. 1420-1426 (1995)
