1995 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ完全結晶粒子分散型Al基およびMg基微細組織超高強度材料の研究
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07555210
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
増本 健 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20005854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠原 吉幸 帝国ピストンリング株式会社, 超急冷材開発チーム, 研究員
加藤 晃 トヨタ自動車株式会社, 東富士研究所, 研究員
横山 嘉彦 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00261511)
菊地 迪夫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30204837)
河村 能人 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30250814)
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| Keywords | ナノ結晶 / 分散強化合金 / アルミニウム基合金 / マグネシウム基合金 / 高比強度 / 粉末 / バルク化 |
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| Research Abstract |
Al-TM-LnおよびMg-TM-Ln系(TM=遷移金属、Ln=希土類金属)合金を急速凝固することによりアモルファス相が得られ、これらのアモルファス相を低温時効することにより約10nm直径以下のfcc-Alあるいはhcp-Mg粒子がアモルファス母相中に分散したナノ複相が得られる。これらのナノ結晶析出は微細粒のために転位を含むことが出来ず、完全結晶を有している。この完全結晶構造に由来する高強度を利用して、Al基およびMg基の超高強度材料を開発するための研究を本年度で行ってきた。得られた主な成果を列記すると以下のようになる。
(1)Al-Ni-Nd系において、ナノ組織が得られる合金組成と共晶Nd組成とが一致するために、ナノfcc-Al粒子がより一層微細、均質化し、最大引張り強さが2000MPaを上回る超高強度が得られることを見出した。これは従来のAl基結晶合金の最高強度を約3.5倍も上回る高強度であることが特に注目される。
(2)このAl-Ni-Nd系のアモルファス合金粉末を本研究経費で購入した主設備品である二段ガス液体急冷装置を用いて作製を試みた結果、ほぼ100%の収率で約30μm直径以下のアモルファス粉末を作製できることを確認している。
(3)この粉末の熱的安定正と結晶化挙動を調べた結果、単ロール急冷薄帯と同じであり、ナノ完全結晶粒子を利用した超高強度バルクを開発するための基本材料として使用できることが判明した。現在、この粉末を用いて高強度バルク材を作製のための条件を探査している。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Y. Tanaka: "Observation of Crack Propagation in Amorphous Al_<88>Ce_2Ni_9Fe Containing Nanascale" Philosophica 1 Magazine Letters. 71. 179-189 (1995)
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[Publications] A. Kato: "Consolididation and Their Mechanical Properties of Amorphous Mg_<87.5>Cu_5Y_<7.5> and Mg_<70>Ca_<10>Al_<20> Powders by High Prssure Gas Atomization" Materials Transactions, JIM. 36. 977-981 (1995)
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[Publications] Y. H. Kim: "Ultrahigh Mechanical Strength of an Amorphous Al_<88>Ni_<10>Nd_2 Alloy Containing Al Nanoparticles at Room and Elevated Temperatures" Advanced Materials and Processing. 3. 2163-2166 (1995)
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[Publications] T. Benameur: "Crystallization Kinetics of Al-Base Amorphous Alloys" Materials Science Form. 179 181. 813-826 (1995)
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[Publications] G. S. Choi: "Ultrahigh Tensile Strength of Amorphous Al-Ni-(Nd,Gd)-Fe Alloys Containing Nanocrystalline Al Particles" Scriptametal Lurgica et Materialia. 33. 1301-1306 (1995)
