金属ガラスを用いた新非磁性エリンバー材料の開発と応用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555663
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Research Institute for Electric and Magnetic Materials
• Principal Investigator: 岸田 紀雄 財団法人電気磁気材料研究所, 附置研究所, 主任研究員 (50111092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 祥弘 財団法人電気磁気材料研究所, 附置研究所, 研究員補 (50249976) ; 増本 健 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20005854)
• Keywords: 金属ガラス / アモルファス / Zr-Cu基合金 / 非磁性エリンバー材料 / ヤング率 / センサ材料

Research Abstract

1.エリンバー型金属ガラスリボン材および板材の作製と評価
ガラス化温度以下の広い温度範囲でエリンバー特性を示す非磁性の金属ガラスを作製するために、200℃付近で緩和現象を示すZr-Cu系2元合金に着目し、Ar中のArc溶解によって母合金を溶製した後、単ロール液体急冷法により幅1mm、厚さ30〜50μmの超急冷リボンを作製した。これらリボン材のアモルファス相は、表面状態をX線回折により、内部状態を熱機械試験機(=TMA)および平成7年度購入の示差走査熱量計により同定した。
アモルファス相はZr-25〜70%Cuの広い組織範囲で得られ、ガラス化温度Tgおよび結晶化温度Txが全系に対して明瞭に観測された。それらの温度差Tx-Tgは各組成で約50℃であった。また、数%のSiあるいはAlを添加した3元〜多元合金でも良好なアモルファス相が得られた。
2.エリンバー型金属ガラスの諸特性の測定
上述の方法によって得た試料の、急冷状態および熱処理状態における物理的性質の測定を行った。共振法によるヤング率の測定から、いずれの組成においてもTg以下の温度領域においてエリンバー型の弾性異常を示すことが明かになった。室温〜100℃間で求めたヤング率の温度係数は、Tg以下の温度での熱処理によって急冷状態の値より10%程度低くなるが、安定性は増すことがわかった。
各組成において、ビッカース硬さは平均400であり、TMAにより測定した熱膨張曲線から算出した室温〜100℃における熱膨張係数は8〜12×10^<-6>のように小さく、センサ材として具備すべき条件をある程度有していることが判明した。平成8年度は3元〜多元系のさらに広い組成の金属ガラスを作製し、良好な特性を示すものについては鋳造による板状試料を作製して各種の評価を行う。