2016 Fiscal Year Annual Research Report
金属ガラスにおける構造緩和、局所構造、および物性の相関
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15F15373
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
平田 秋彦 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (90350488)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
JIAO WEI 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2015-10-09 – 2018-03-31
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| Keywords | 金属ガラス / ガラス転移 / 構造緩和 / ポーラス材料 / 相分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度金属ガラス多層膜の作製で得た知見をもとに、ガス分離やガス吸着などの機能性を視野に入れた種々の金属ガラスナノポーラス材料の作製を行った。ナノポーラス材料の作製は、相分離しやすい正の混合熱を持った元素同士を故意に混合することで相分離組織を作り片方のみを電気化学的に除去するという方法を試した。具体的には、(Zr,Y)-Cu-Al系金属ガラスにおいて見出されているZr-Cu-AlとY-Cu-Alへ相分離（スピノーダル分解）する現象を利用し、脱合金化によってY-Cu-Al部分のみを除去する方法により金属ガラスポーラス材料を作製することに成功した。X線回折、透過電子顕微鏡、および熱測定によってポーラス材料がガラス状態を有していることを確認した。脱合金により残ったZr-Cu-Al領域は不動態化することで溶解されずに保たれていることも特徴である。また、脱合金処理前の合金の相分離過程をうまく制御することによって、様々なナノポーラス組織を形成させることが可能であることを示した。顕著な機能としては水素の取り込みが挙げられ、ナノポーラス組織と金属ガラス特有の無秩序構造の組み合わせにより、通常の金属ガラスや結晶のナノポーラス材料と比較して非常に高い（3倍程度）水素の取り込み率を達成した。本研究で開発した、選択的な相溶解と残存相の不動態化を用いた非常に簡便なナノポーラス金属ガラスの作製手法により、ナノポーラス材料の選択の幅をより拡げることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初は金属ガラスの構造と物性の関連を基礎研究として調べることが目的だったが、少し応用側へシフトしている。その中で、金属ガラスの構造的特徴を生かしたナノポーラス材料を作製し顕著な水素吸収機能を見出しており、順調に進展していると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も金属ガラスの構造と物性の関連を明らかにするという枠組みの中で、新たな現象・特性を見出し、それらを理解する方向で進めていく。
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