2010 Fiscal Year Annual Research Report
X線回折・非弾性散乱と粘弾性周波数解析による金属ガラス不均一構造の発達過程
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21246094
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松原 英一郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (90173864)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市坪 哲 京都大学, 工学研究科, 准教授 (40324826)
才田 淳治 東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 准教授 (20359540)
平田 秋彦 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (90350488)
八木 俊介 京都大学, 工学研究科, 助教 (60452273)
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| Keywords | 金属ガラス / アモルファス金属 / 構造緩和 / 局所構造 / フラジリティー / ガラス転移 |
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| Research Abstract |
本申請研究では,回折手法とX線非弾性散乱スペクトロスコピー,透過電子顕微鏡観察を組み合わせ金属ガラス中の基本構造の解析とそれらが連結してできるマクロ構造の解析を行う.また,ガラス転移近傍で音響スペクトロスコピーを使って,金属ガラスの動的粘弾性を測定し,同領域での構造変化と比較し,ガラス転移近傍での基本構造の発展過程を解析することを目的とする。
本年度の研究目標:金属ガラスにおける基本構造要素コンセプトの検証と緩和に伴う構造変化
(1)金属ガラス中の不均一構造解析
Zr基やPd基などの極めて安定なガラス構造を形成する合金系を対象に、X線非弾性散乱によるナノスケールでの構造不均一の評価、温度依存性、さらに粘弾性特性の評価を行い、金属ガラス中の構造緩和挙動と構造不均一の関係について研究を実施した。その結果、金属ガラスのフラジリティーと構造不均一の周期形状には一様な関係が見いだされることを結論した。例えば、Zr基金属ガラスに比べてフラジャイルなPd基金属ガラスにおいては、弾性定数の分布は振幅は大きいことが分かった。これは、Pd基金属ガラスが金属-非金属結合と金属-金属結合が混在することとからも予想される妥当な結果であると考える。
(2)Zr-Al-Ni-Cu金属ガラスにおける添加元素の局所構造への影響
添加元素によって、局所構造が大きく変化するZr-Al-Ni-Cuについて、添加元素の局所構造に及ぼす影響について高分解能電子顕微鏡を用いて調べた。これらの結果を、マクロな熱安定性、結晶化挙動などと比較して調べることで、Zr基金属ガラスにおける基本構造の理解を深めると共に、これら基本構造と構造安定性の関わりについて明らかにした。
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[Journal Article] Elastic inhomogeneity and acoustic phonons in Pd-, Pt-, and Zr-based metallic glasses2010
Author(s)
Ichitsubo T, Itaka W, Matsubara E, Kato H, Biwa S, Hosokawa S, Matsuda K, Saida J, Haruyama O, Yokoyama Y, Uchiyama H, Baron AQR
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Journal Title
PHYSICAL REVIEW B
Volume: Vol.81
Pages: 172201
DOI
Peer Reviewed
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