2007 Fiscal Year Annual Research Report
凝固制御法によるナノ結晶粒子分散型銅基大寸法バルク金属ガラスの創製と高延性の実現
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19560689
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
張 偉 Tohoku University, 金属材料研究所, 准教授 (20400400)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
湯蓋 邦夫 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00302208)
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| Keywords | 銅基金属ガラス / 凝固制御法 / 大寸法 / ナノ結晶粒子 / 高延性 / 複合材料 / ガラス形成能 / 合金化 |
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| Research Abstract |
本年度の成果として、1)Cu-Zr-Al-Agガラス合金において、組成の最適化および合金元素添加により、そのガラス合金のガラス形成能を大幅に増大させ、銅鋳型鋳造法で直径30mm以上のバルク金属ガラス材が作製出来た。大寸法金属ガラス基複合材料を創製するにはべース合金を開発した。また、その合金が超大ガラス形成能を示す原因を解明した。これらの研究成果を纏めた3編の論文が学術雑誌に掲載された。2)この高いガラス形成能を示すCu-Zr-Al-Ag合金にミクロンサイズの金属粒子を添加することにより、圧縮変形が30%を超える金属ガラス基複合材料を創製した。その金属ガラス基複合材の高延性の発現メカニズムを解明し、機械的性質の金属粒子の体積分率依存性を明らかにした。また、この金属ガラス基複合材料の延性が金属ガラス/金属粒子の界面には析出したナノ結晶粒子の有無により大きく影響されることがわかった。3)過冷却液体の冷却速度の制御により、FCC構造のナノ結晶粒子が均一にガラス相に分散した新たな超大塑性変形を示すZr基バルク金属ガラス複合材料を開発した。この金属ガラス複合材料は50%以上の塑性歪および1670MPaの高強度示した。この超大塑性歪は、ガラス/ナノ結晶界面でのせん断すべり帯の発生およびナノ結晶粒子によるせん断すべり帯の伝播の抑制の相乗効果に起因すると解明されている。この研究成果は学術雑誌Applied Physics Lettersに発表された。
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