2006 Fiscal Year Annual Research Report
金属ガラスの変形・破壊のその場観察と原子レベルでのメカニクス解明
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15074217
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
東 健司 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50173133)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀧川 順庸 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (70382231)
津田 大 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (80217322)
上杉 徳照 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (10405342)
那須 稔雄 山形大学, 地域教育文化学部, 教授 (00083436)
東田 賢二 九州大学, 工学研究科, 助教授 (70156561)
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| Keywords | 金属ガラス / 変形メカにクス / せん断帯 / ナノ結晶 / 摩擦攪拌プロセス / 第一原理計算 / EXAFS / 結合距離 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,室温から過冷却液体温度域に至る金属ガラスの変形と破壊プロセスのその場観察によるメカニクスめ解明であり,班全体の最終的目標は,局所電子・原子の結合論をベースにした金属ガラスの統一的な変形・破壊メカニクスの学理構築である.今年度は,一摩擦撹拌プロセスによる特性改善に関する研究第一原理計算によるガラス形成能予測,その場観察による原子レベルでの変形メカニクスの検討を行った.主な成果を以下に示す.
1.金属ガラスの摩擦撹拌プロセスによる組織ならびに機械的特性の変化に関する検討を行った.攪拌部の微細組織観察の結果,幅10〜45nmのアモルファス構造からなる,ナノ結晶を伴ったバンド状組織が形成されていることが分かった.すなわち、摩擦攪プロセスは金属ガラスにせん断帯を密に導入する有効なプロセスであることが明らかになった.また,攪拌部の硬さが大幅に上昇しており,これはナノスケールせん断帯およびナノ結晶の影響であると考えられる.
2.従来から用いられてきたMiedema法による溶解熱に替わる,第一原理計算から算出した溶解熱のデータベースを作成した.平成17年度はアルミニウム合金の溶解熱データベースを作成したが,平成18年度はマグネシウム合金の溶解熱データベースを作成した.得られた第一原理計算の溶解熱の結果はMiedema法で算出されてきだものより正に大きい傾向が見られた.
3.金属ガラスの引張り変形に伴う原子配列の変化についてEXAFS法を用いて直接観察した.Cu_<50>Zr_<50>金属ガラスについて解析した結果,引張変形に伴いCu-Zr,Cu-Cu間距離はそれぞれ増大する傾向が明らかになった.また,変形量がある値にまで増大するとCu-Cu間距離は急激に減少し,さらなるひずみ量の増大に伴い増加する傾向を示した.これらの変化の傾向はZr原子周辺の原子配列の変化の傾向と類似していた.
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Research Products
(3 results)
