鉄基およびコバルト基バルク金属ガラスの創製と高機能特性

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10305049
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 井上 明久 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (10108566)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 張 涛 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70250818) ; 川村 能人 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (30250814) ; 木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (00161571) ; 竹内 章 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40250815)
• Keywords: 金属ガラス / 鉄基合金 / コバルト基合金 / 過冷却液体 / 軟磁性

Research Abstract

本年度の研究では、良好な軟磁性および良好なねばさと高い機械的性質を有する強磁性バルクガラス合金の開発に成功するとともに、Fe基合金の過冷却液体域での粘性流動挙動を解明した。例えば、Fe-Co-希土類元素-Bおよび(Fe,Co,Ni)-Nb-Bガラス合金などを新たに発見するとともに、FE-Hf-Nb-Bガラス合金の粘性流動挙動を明らかにした。Fe-Co-希土類元素-Bガラス合金は、最大41Kの過冷却液体域、5〜36A/mの保磁力、40×10^<-6>の以上の磁歪を示す。磁歪の最大値58×10^<-6>は、これまでに報告されているアモルファス合金の最高値(44×10^<-6>)よりも高く、新しい高磁歪材料としての開発が期待される。この合金の機械的性質は、3220MPaの引張強度、990のビッカ-ス硬度、76.5GPaのヤング率を示す。また、(Fe,Co,Ni)-Nb-B合金系は80K以上の過冷却液体域を示すとともに、2〜3A/mの保磁力、20000〜30000の透磁率(1kHzでは7500)、2〜8×10^<-6>の磁歪、237μΩcm電気抵抗などの良好な軟磁性を示す。さらに、Fe-Hf-Nb-B合金が76Kの過冷却液体域を示すとともに、ガラス遷移温度以下の温度域では非ニュートン粘性を示すのに対して、過冷却液体域では歪感受性定数が1.0のニュートン粘性を示すことを新たに見出した。1.7×10^<-3>S^<-1>2の歪速度、ガラス遷移温度よりも20K高温での100MPaの流動応力下で、この合金の最大伸びは240%に達する。また、150%までの変形では、軟磁性の劣化は観察されないことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] A.Inoue: "New Fe-based amorphous alloys with large magnetostriction and wide supercooled liquid region before crystallization"J. Appl. Phys.. 85・8. 4491-4493 (1999)
• [Publications] X.M.Wang: "Bulk Amorphous FC20 (Fe-C-Si) Cast Iron with Small Addition of B"Mater. Trans., JIM. 40・7. 634-642 (1999)
• [Publications] T.Itoi: "High-frequency permeability of (Fe,Co,Ni)_<62>Nb_8B_<30> amorphous alloys with a wide supercooled liquid region"Appl. Phys. Lett.. 74・17. 2510-2512 (1999)
• [Publications] A.Inoue: "Bulk Amorphous Alloys"Non-Equilibrium Processing of Materials. 375-414 (1999)
• [Publications] A.Inoue: "Synthesis and Properities of Feromagnetic Bulk Amorphous Alloys"Mat. Res. Soc. Symp. Proc.. 554. 251-262 (1999)
• [Publications] A.Inoue: "High-Frequency Permeability Characteristics of Fe-and Co-based Amorphous Alloys with High B Concentrations"IEEE Transactions on Magneics. 35・5. 3355-3357 (1999)
• [Publications] A.Inoue: "Bulk Amorphous Alloys-Practical Caracteristics and Applications-"Trans Tech Publications. 148 (1999)