2005 Fiscal Year Annual Research Report
巨大ガラス形成能を有する合金液体の粘性測定と最適精密鋳造プロセス
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15074219
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
山崎 徹 兵庫県立大学, 大学院工学研究科, 助教授 (30137252)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 嘉彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (00261511)
岡井 大祐 兵庫県立大学, 大学院工学研究科, 助手 (60336831)
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| Keywords | 金属ガラス / Zr-Cu-Al-Ni合金 / 過冷却液体 / 粘度測定 / 貫入法 / 結晶化開始温度 |
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| Research Abstract |
金属ガラスの形成能を有するZr基合金を用いて、試料へのマイクロ圧子の押し込み深さを精密に計測し、ガラス転移温度以上の過冷却液体粘度と温度との関係を検討してきた。昨年度までの研究において、ガラス転移温度以上においては雰囲気による酸化の影響が著しいが、200K/min以上の高速加熱条件下では酸化の影響を除去できることを示した。しかしながら、このような高速加熱条件下における試料温度の追随生について検証する必要がある。本年度は、DSC測定を同様に高速加熱条件下で実施し、過冷却状態から結晶化開始時までの粘度変化と比較し、試料温度を検証するとともに、結晶化挙動と粘度変化との相関性を検討した。
Zr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5金属ガラス合金の過冷却液体領域における粘度の温度依存性とDSC測定結果を比較した。加熱速度は20K/minから最高400K/minまでの範囲とした。加熱速度の増加とともに、測定粘度は低下し、結晶化温度は高温度側へシフトすることにより粘度測定範囲は拡大した。DSC測定結果と比較すると、測定温度の上昇とともに、一旦、粘度が極小値を示し、その後、粘度の上昇が開始した後に結晶化が開始し、結晶化開始以前に大きな粘度の上昇が観察された。400K/minで測定したときの圧子貫入挙動と粘度変化挙動を比較した結果、Tg以上の約440℃付近から圧子は温度の上昇とともに加速度的に貫入速度を増し粘度が低下するが、505.7℃から粘度の上昇が観察されるようになる。また、534.5℃から圧子の貫入は停止し始め、この温度はDSC測定から求めた結晶化開始温度と良く一致していた。
高速加熱条件下での粘度測定法はほぼ確立し、Zr基の活性な合金系の粘度測定が可能になった。今後は過冷却液体の構造緩和挙動、添加元素の影響等を系統的に検討し、優れた特性を有する金属ガラスの安定した作製条件を確立する。
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