2001 Fiscal Year Annual Research Report

非晶質合金に内在する密度揺らぎとその機能化

Research Project

Project/Area Number	11450235
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	水林博筑波大学, 物質工学系, 教授 (40114136)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	谷本久典筑波大学, 物質工学系, 講師 (70222122)
Keywords	非晶質合金 / 密度揺らぎ / 集団運動 / 通電効果 / 弾性率 / 構造緩和 / 結晶化 / 熱力学
Research Abstract	放電法を用いてパルス通電による非晶質合金の結晶化をa-Cu_<50>Ti_<50>、a-Pd_<80>Si_<20>、a-Zr_<60>Cu_<30>Al_<10>について調べた。共に、放電時定数τが1〜0.5msの時に結晶化開始電流密度i_<d,c>(10^9A/m^2)は極小になり、パルス通電時の試料温度と経過時間を相変態ダイアグラムで評価すると特異な結晶化過程が起きていることが明確になった。a-Cu_<50>Ti_<50>、a-Cu_<50>Zr_<50>、a-Pd_<80>Si_<20>、a-Pd_<80>Ge_<20>、a-Zr_<60>Cu_<30>Al_<10>については弾性率の測定周波数依存性を調べ、複数の振動数域で動的弾性率が極小を示すことを見いだした。前記のi_<d,c>が極小を示すτを1/2πτとして動的弾性率が極小を示す振動数域と比較すると両者はほぼ一致することから、これらの現象に関与している原子集団(密度揺らぎ)の運動は共通しているが、密度揺らぎの空間的スケールには階層があり、かつ、その大きさは非晶質合金間で異なっていると言える。また、動的弾性率が低下を示す振動数域で試料に10^7A/m^2の直流を通じると弾性率は上昇する。この現象が、結晶化体積が0.3%と低い、安定な金属ガラスのa-Zr_<60>Cu_<30>Al_<10>でも明瞭に観測されることから、密度揺らぎは普遍的に存在し、自由体積との相関は必ずしも強くないことが言える。動的弾性率の測定振動数を10^2Hzにした場合の、通電による弾性率上昇と歪み振幅増大による弾性率上昇の比較から求めた集団運動の有効電荷数は、測定した全ての非晶質合金で10^5程度である。このことは集団運動の共鳴振動数とその集団に属する原子数との比が各合金で大きくは異ならないことを意味する。また、パルス通電の放電時定数により出現する結晶相が変化する例があり、動的な熱力学過程をも制御できる可能性が見いだされた。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] H. Mizubayashi, T. Usui, H. Tanimoto: "Anomalous elastic properties of amorphous alloys suggesting a collective motion of many atoms"J. Non-Crystalline Solids. (in press). (2002)
[Publications] H. Mizubayashi, N. Kameyama, T. Hao, H. Tanimoto: "Crystallization under electropulsing suggesting a resonant collective motion of many atoms and modification of thermodynamic parameters in amorphous alloys"Physical Review B. 64. 054201-1 to 10 (2001)
[Publications] H. Tanimoto, Y. Koda, S. Sakai, H. Mizubayashi, E. Kita: "Nanostructure and Thermal Stability of Au Film Prepared by Spattering Technique"Scripta Materialia. 44. 2231-2235 (2001)
[Publications] H. Tanimoto, Y. Koda, S. Sakai, E. Kita, H. Mizubayashi: "Thermal Stability of Nanocrystalline FCC Metals"Proc. of the 22^<nd> Riso International Symposium on Materials Science: Ed. A.R. Dinesen et al., Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark 2001. 401-406 (2001)
[Publications] S. Sakai, H. Tanimoto, K. Otsuka, T. Yamada, Y. Koda, E. Kita, H. Mizubayashi: "Elastic Behaviors of High Density Nanocrystalline Gold Prepared by Gas Deposition Method"Scripta Materialia. 45. 1313-1319 (2001)
[Publications] H. Mizubayashi, S. Murayama, H. Tanimoto: "Feasibility of High-Strength and High-Damping Materials by means of Hydrogen Internal Friction in Amorphous Alloys"J. Alloys and Compounds. 330-332. 389-392 (2002)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

非晶質合金に内在する密度揺らぎとその機能化

Principal Investigator

水林 博 筑波大学, 物質工学系, 教授 (40114136)

Research Products

[Publications] H. Mizubayashi, T. Usui, H. Tanimoto: "Anomalous elastic properties of amorphous alloys suggesting a collective motion of many atoms"J. Non-Crystalline Solids. (in press). (2002)

[Publications] H. Mizubayashi, N. Kameyama, T. Hao, H. Tanimoto: "Crystallization under electropulsing suggesting a resonant collective motion of many atoms and modification of thermodynamic parameters in amorphous alloys"Physical Review B. 64. 054201-1 to 10 (2001)

[Publications] H. Tanimoto, Y. Koda, S. Sakai, H. Mizubayashi, E. Kita: "Nanostructure and Thermal Stability of Au Film Prepared by Spattering Technique"Scripta Materialia. 44. 2231-2235 (2001)

[Publications] H. Tanimoto, Y. Koda, S. Sakai, E. Kita, H. Mizubayashi: "Thermal Stability of Nanocrystalline FCC Metals"Proc. of the 22^<nd> Riso International Symposium on Materials Science: Ed. A.R. Dinesen et al., Riso National Laboratory, Roskilde, Denmark 2001. 401-406 (2001)

[Publications] S. Sakai, H. Tanimoto, K. Otsuka, T. Yamada, Y. Koda, E. Kita, H. Mizubayashi: "Elastic Behaviors of High Density Nanocrystalline Gold Prepared by Gas Deposition Method"Scripta Materialia. 45. 1313-1319 (2001)

[Publications] H. Mizubayashi, S. Murayama, H. Tanimoto: "Feasibility of High-Strength and High-Damping Materials by means of Hydrogen Internal Friction in Amorphous Alloys"J. Alloys and Compounds. 330-332. 389-392 (2002)

水林博筑波大学, 物質工学系, 教授 (40114136)