2011 Fiscal Year Annual Research Report
局所不均質構造金属ガラスの応力状態と変形および動的構造遷移機構
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23246109
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 裕士 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (10373242)
菖蒲 敬久 日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (90425562)
佐藤 成男 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40509056)
今福 宗行 東京都市大学, 工学部, 教授 (00183012)
伊藤 恵司 岡山大学, 教育学研究科, 准教授 (80324713)
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| Keywords | 金属ガラス / 変形 / 応力状態 / 放射光X線解析 / 局所構造 / ナノコンポジット / 緩和 / in-situ解析 |
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| Research Abstract |
平成23年度は当初計画のとおり2つの課題を推進し、以下のような成果を得た。
・金属ガラス/セラミックスナノコンポジットの内部応力状態の解析
Zr基金属ガラス中にin-situ反応析出させたZrC-ZrAlNiCu金属ガラスナノスケールコンポジットを用いて、ZrCの回折ピークの微細変化をマーカーとして応力状態を解析し、ガラス相および分散相両方の変形機構を考察した。実験はSPring-8量子構造物性解析ライン(BL22XU>を用いた高エネルギーX線精密測定により行った。この結果から、応力によって4つの塑性変形状態があることがわかった。印加された応力は母相ガラス相と分散ZrCの両相で分担され、分散するZrCが破壊するのにともなって試料全体が破断することもわかった。これちの結果は、ナノ分散材の変形と破壊メカニズムについてアトミックレベル(局所領域)からの解析による新たな考察を加えることができたものと考えられる。なお、本成果はScripta Materialiaの2012年5月号に掲載される。
・金属ガラス単相材の内部応力状態解析
ガラス単相材の応力状態および変形機構をin-situ解析するための手法確立を目指して、インライン型高精度引張り試験機を導入した。本装置を用いて、SPring-8量子構造物性解析ライン(BL22XU)においてZr-CuおよびZr-Ni2元系金属ガラス薄帯に引張り応力を印加した状態で高強度X線スペクトルを得ることに成功した。この結果、Zr2Ni相と相関するプリズム構造が発達した局所配列を有するZr-Ni合金の方が、二十面体構造を中心にした均一性の高いZr-Cu合金よりも不均一な変形を示すことが示唆された。
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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
23年度計画に挙げた2つの課題について研究を実施し、それぞれ当初の目的をほぼ達威している。特に金属ガラス/セラミックスナノコンポジットの内部応力状態の解析においては、研究成果を論文として発表することができた点は評価することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度以降も23年度計画にある2つの課題について研究を進めたい。「金属ガラス/セラミックスナノコンポジットの内部応力状態の解析」では、緩和状態が変形機構にどのような影響をもたらすのかについて放射光または中性子を用いた解析を目指す。また「金属ガラス単相材の内部応力状態解析」では、23年度の2元系の実験結果を論文としてまとめることを検討し、さらに今後実用上重要な3元合金へと研究を展開していきたい。いずれの課題も放射光や中性子を用いた解析が主となるが、実験条件の確立とマシンタイムの確保をどのように両立させるか力弐ポイントとなる。できるだけ実験の予備検討を詳細に行い、効率的な研究を目指したい。
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Research Products
(5 results)
