金属ガラスのバルク化プロセスと多機能最適化プロセス

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15074202
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (00161571)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村石 信二 東京大学, 先端科学技術研究センター, 科学技術振興特任教員(特任助手) (70345156) ; 三好 元介 東京大学, 先端科学技術研究センター, 科学技術振興特任教員(特任教授) (40345137) ; 近藤 勝義 東京大学, 先端科学技術研究センター, 科学技術振興特任教員(特任助教授) (50345138) ; 櫻井 雅樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80235225) ; 辻川 正人 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90172006)
• Keywords: 金属ガラス / 機械的性質 / 熱的性質 / 粘性流動 / 水素透過 / 表画ガラス化 / 耐摩耗性 / 耐腐食性

Research Abstract

(1)金属ガラスの基本組成であるZr-CuおよびZr-Ni非晶質合金の高エネルギーX線回折実験による構造解析を行った。また、型締め鋳造法により大形状のバルクZr-Al-Ni金属ガラスを創製し、熱的安定性や機械的性質を調べた。さらに、76Kの過冷却液体域(ΔTx)を持つZr-Al-Cu合金にCo添加したZr-Al-Cu-Co金属ガラスが、90Kと大きいΔTxを持つことを明らかにした。
(2)金属ガラスの変形中の軟化現象は応力誘起機構で生じるが、軟化試料の粘性流動は摩擦発熱による温度上昇を引起す。この上昇値が、変形速度以外にも治具の熱伝導率に依存することを明らかにし、本現象を利用した材料創製の可能性を示した。
(3)良好なガラス形成能を示す合金系としてZr基金属ガラスに着目し、Zr薄膜中へのNiイオン注入による組織形成について検討を行った。また、耐腐食性に優れたマグネシウムシリサイド(Mg_2Si)におけるアモルファス被膜形成について検討を行った。さらに、Ni-P非晶質合金のYAGレーザ照射による結晶化過程のXRDおよびナノインデンテーションによる評価を行い、非晶質/結晶の複合組織が最も高い硬さを持つことを明らかにした。
(4)非晶質合金および金属ガラスが高強度特性を持ち、しかも優れた耐食性、耐水素脆性を示すことに着目し、これら合金の水素透過係数を調べた。その結果、Ni-Nb-Zr非晶質合金の水素透過係数が実用材であるPd-Ag合金を上回ることを見出した。また、Ni-Nb-Zr非晶質合金の局所構造についてX線回折を用いて解析し、水素透過は、Zr-Rich領域で行われていることを見出した。

Research Products

• [Publications] S.Yamaura, Y.Shimpo, H.Okouchi, M.Nishida, O.Kajita, A.Inoue: Materials Transactions. 45. 330-333 (2004)