2013 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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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
才田 淳治 東北大学, 国際高等研究教育機構, 教授 (20359540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今福 宗行 東京都市大学, 工学部, 教授 (00183012)
鈴木 裕士 独立行政法人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 (10373242)
佐藤 成男 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40509056)
伊藤 恵司 岡山大学, 教育学研究科(研究院), 准教授 (80324713)
菖蒲 敬久 独立行政法人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)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属ガラス / 非平衡材料 / 機械的性質 / 変形機構 / 局所構造 / モデリング |
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| Research Abstract |
平成２５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金属ガラスナノコンポジット材を用いて、ZrCの回折ピークの微細変化をマーカーとしてガラス相および分散相の応力状態を解析する課題を推進した。本研究では、すでに基本的な結果を2012年の論文として報告している。２５年度は、上記の金属ガラスナノコンポジットを構造緩和させた場合の変形機構について放射光X線を用いた構造解析実験を行うことができた。現在そのデータの解析に注力しているが、初期的な解析ではガラス相の塑性変形機構（残留応力状態）に大きな変化が現れている。このような現象は金属ガラス材の実使用おいて起こりうる課題とも直結しており、２６年度（最終年度）に変形機構の考察結果をまとめたいと考えている。
・金属ガラス単相材の内部応力状態解析
放射光X線を用いたその場観察によって金属ガラスの応力状態を解析した。２５年度は２元および３元合金について解析をほぼ終了し、成果のとりまとめを行った。例えば、Zr-(Cu or Ni)合金では、機械的に測定したマクロ歪みと放射光で測定した中距離範囲の平均的歪みはほぼ一致する。しかしこれらにAlを添加した３元合金では、中距離範囲の歪みが小さくなっていることを明らかにした。これは、元素数の増大にともなって不均質局所構造が発達することによるものと考えている。また最近接原子ペアの距離から見た局所歪みは合金系だけでなく、同種か異種原子のペアかによっても異なっていることが注目される。現在これらの結果の考察と論文としての発表を準備している。
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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
金属ガラス単相材の変形機構のその場解析については、２元および３元合金についてほぼ測定を終え、本課題の目的を達成する最終的な解析と考察を行っている。またナノコンポジット材においても、当初目的とした測定をすでに終え、また一部についてはすでに論文として発表していることから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の根幹をなす放射光X線を用いた金属ガラス材料の変形機構の（その場）微細解析について、必要な試料作製、機材整備および実験をほぼ完遂した。２６年度はこれまでの実験結果の解析を進め、統一的な理解のための学理の構築に注力する。加えて、構造解析実験結果をモデリング（シミュレーション）にも反映させ、より精密な機構解明を目指す。これらを通じて最終年度に当初目的を達成するように研究を進捗させる予定である。
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