2003 Fiscal Year Annual Research Report
金属ガラスの過冷却液体の変形・粘性と成型工プロセス
Project/Area Number |
15074216
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Research Institution | Kumamoto University |
Principal Investigator |
河村 能人 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (30250814)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 倫昭 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (50343885)
安仁屋 勝 熊本大学, 理学部, 教授 (30221724)
早乙女 康典 群馬大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90143198)
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Keywords | 金属ガラス / 粘性流動 / 過冷却液体 / アモルファス固体 / 精密加工 / 接合 / ガラス遷移 / フラジリテイー |
Research Abstract |
(1)変形と粘性 過冷却液体の粘性の温度ならびに歪速度依存性を等クロスヘッド速度引っ張り試験により調査した。流動応力から求めた粘性のうち、ニユートン粘性値、すなわち平衡粘性値の温度依存性を求め、そのフラジリテイを見積もった結果、Pd_<40>Ni_<40>P_<20>は54,La_<55>Al_<25>Ni_<20>は35,Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15>は30であった。 また、種々の金属ガラスの粘性値を定応力クリープ試験により求めた。これまでに報告されていたように、過冷却液体状態の粘性ニユートン粘性を示すことが、Pt_<48.75>Pd_<9.75>Cu_<19.5>P_<20>金属ガラスでも確認することができた。 Ge-S系過冷却液体の平衡粘性の温度依存性、すなわちフラジリテイが、安仁屋によって提案されているフラジリティーの理論を用いて上手く記述できることが明らかになった。 Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_1金属ガラスのアモルファス固体ならびに過冷却液体の熱拡散率と熱伝道度を調査した結果、熱拡散率は結晶材よりも低い値を示した。熱拡散率はアモルファス固体状態では温度に依存して単調に上昇するが、過冷却液体状態では一定値になることが明らかになった。 (2)成型加工プロセス 金属ガラスの摩擦接合を行った結果、結晶化させること無く強固に接合できることが明らかになった。接合界面の温度を実測した結果、接合界面温度がガラス遷移温度以上の過冷却液体温度域まで上昇していることが分かった。また、界面温度がガラス遷移温度以上になると、界面温度の上昇が抑制され、界面温度の自己制御機能が働いていることが分かった。この現象は、過冷却液体状態では粘性の温度依存性が極めて大きいために生じることが分かった。 ナノ成形加工装置を試作するとともにナノ形状金型を作製し、Pt_<48.75>Pd_<9.75>Cu_<19.5>P_<20>金属ガラスの十ナノメートルオーダーの形状転写特性ならびにナノ成形加工特性牢調査した結果、過冷却液体状態では十ナノメートルオーダーに形状転写できる可能性が高いことが分かった。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] Y.Kawamura et al.: "Welding Technologies of Bulk Metallic Glasses"Journal of Non-Crystalline Solids. 317. 152-157 (2003)
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[Publications] T.Shoji, Y.Kawamura et al.: "Joining of Zr41Be23Ti14Cu12Ni10 Bulk Metallic Glasses by a Friction Welding Method"Materials Transactions. 44. 1809-1816 (2003)
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[Publications] V.Keryvin, Y.Kawamura et al.: "Explosive Welding of Bulk Metallic Glass"Memoirs of the Faculty of Engineering Kumamoto University. 47・2. 41-46 (2003)
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[Publications] Y.Kawamura et al.: "Electron-Beam Welding of Zr-Based Bulk Metallic Glasses"Mater.Sci.Eng.A. (in press). (2004)
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[Publications] Y.Kawamura: "Liquid Phase and Supercooled Liquid Phase Welding of Bulk Metallic Glasses"Mater.Sci.Eng.A. (in press). (2004)
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[Publications] Y.Saotome et al.: "Microformability of Optical Glasses for Precision Molding"Journal of Materials Processing Technology. 140. 379-384 (2003)
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[Publications] 河村能人(共著): "ナノメタルの最新技術と応用開発"シーエムシー出版. 300 (2003)