2012 Fiscal Year Annual Research Report
センチメートル級の大型バルク金属ガラスの創製と工業化
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20226013
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| Research Institution | Josai International University |
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Principal Investigator |
井上 明久 城西国際大学, 環境社会学部, 教授 (10108566)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陳 明偉 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (20372310)
竹内 章 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (40250815)
木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00161571)
張 偉 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20400400)
LOUZGUINE Dmitri 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (60302212)
加藤 秀実 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80323096)
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| Project Period (FY) |
2008-05-12 – 2013-03-31
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| Keywords | バルク金属ガラス / ナノ粒子金属ガラス / 生体材料 / 連続鋳造 / スパークプラズマ焼結法 / 脱合金化 / ポーラス / 高エントロピー合金 |
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| Research Abstract |
本年度は、(1)新規センチメートル級のバルク金属ガラス(BMG)の合金探査、(2)ガラス相を基調とする新構造物質の発見および(3)バルク金属ガラスの応用化で研究成果を得た。まず、新規センチメートル級BMGとその臨界直径は、Ti40Zr10Cu34Pd14Sn2 (1.2 cm)、Cu47Zr45Al8 (1.5 cm)、(Cu0.47Zr0.45Al0.08)98Dy2 (2.0 cm)、Pd42.5Cu30Ni7.5P20 (8.0 cm)、Zr58Ni27Al15（1.5 cm）、Zr50Cu35Al7Pd5Nb3 (2.0 cm)およびZr55Cu30Al7Pd5Nb3（1.8 cm）であることを明らかにした。この中で、Pd42.5Cu30Ni7.5P20合金の臨界直径は、これまでの記録の7 cm から8 cmへと増大して、世界新記録を更新した。さらに、Zr基バルク金属ガラスで直径1 cm、長さ60 cmの棒状材料を連続鋳造により作製することに成功した。この成果は、BMGを工業化するにあたり、連続して安定的に生産する上できわめて重要であり、近い将来におけるBMGの工業化へ貢献した。BMGの合金探査の過程において、原子構造としてはガラス相を保持したまま、ナノメートルスケールのガラス相粒子集合体であるナノ粒子金属ガラスを金基合金などで新規に発見した。BMGの応用化関しては、人体に対して有害元素であるNiやBeを含有しないZr基センチメートル級BMGの作製に成功するとともに、Niを含有しないTi基BMGの作製にスパークプラズマ焼結法により成功して、BMGの生体医療材料分野への展開を開拓した。その他、昨年度新規に見出した高エントロピーBMGの研究を展開して、Miedema法に基づく混合エンタルピーと原子寸法差の効果を材料設計指針とする統計解析的合金設計指針を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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