衝撃固化プロセスによる非平衡バルク合金の作製とその物性

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450261
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 真下 茂 熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 助教授 (90128314)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西田 稔 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (90183540)
• Keywords: 非平衡合金 / メカニカルアロイング / 衝撃圧縮 / バルフ化 / 遷移金属 / 固溶体 / ナノ結晶 / 磁性

Research Abstract

近年、急冷、CVD、メカニカルアロイング(MA)などのプロセスにより新しい非平衡物質が次々と合成されているが、粉体や薄膜でしか得られないためにその物性はよくわかっていない。本研究は主に遷移金属元素や高融点元素系でMA処理と衝撃固化プロセスを組み合わせることによって新しい物性を有する非平衡バルク合金を創製しようとするものである。平成10,11年度に完全分離系のW-Cu,W-Agで過飽和固溶相、ナノ結晶を含む非平衡バルク合金、常温で分離系のFe-CuでBCC,FCC構造の固溶体からなるバルク合金、金属間化合物を形成するFe-Wでは過飽和固溶相、アモルファス相を含むバルク合金、固溶系のFe-Co系でアトマイズ法とMA法によって微粒子、ナノ粒子バルク合金を作製した。
平成13年度は分離系のCr-Cu,Co-Cu系で固溶相を含む非平衡バルク合金を作製した。本年度は特にこれまでに得られた遷移金属系について磁化測定を中心に物性測定を行った。磁化測定には試料振動型磁化測定システムを用いた。Fe-Cu系のBCCおよびFCC構造固溶体バルク合金では、FCC構造固溶体も強磁性であることが確認され、また、Fe-Cu系のスレーター=ポーリング曲線に対応する磁化曲線が得られた。これはこれまでほとんど不可能であった系で物理的に重要な結果である。Co-Cu系でもまだ途中であるがスレーター=ポーリング曲線と矛盾しない結果が得らている。また、Fe-Co系微粒子バルク合金では粒径の低下とともに保持力が増加し、あるところから交換相互作用の関係で再び低下する結果が得られ。また、Fe-W系のメスバウア分光測定を行い、鉄相固溶体では強磁性、タングステン固溶相、アモルファス相では常磁性を示し、磁化測定と矛盾しない結果が得られた。この他、これらの非平衡バルク合金は純粋な金属に比べ大きな硬度を示し、W系では高い電気抵抗の結果が得られた。

Research Products

• [Publications] 黄新月生,真下茂 他: "Metastable alloy bulk bodies in the Fe-W system prepared by mechanical alloying and shock compression"Journal of Alloys and Compounds. 296. 183-190 (2000)
• [Publications] 真下茂 他: "Magnetic property of fully-dense Sm_2Fe_<17>N_x bulk magnets prepared by shock compression"Journal of Magmetism and Magnetic Materials . 210. 109-120 (2000)
• [Publications] 黄新月生,真下茂 他: "Nonequilibrium alloy bulk material in W-Ag system prepared by MA and shock comprssion"Shock Compression of Condensed Matter-1999. 737-739 (2000)