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2012 Fiscal Year Annual Research Report

パラジウム基アモルファスナノワイヤのナノ機械的特性評価

Research Project

Project/Area Number 23656416
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

中山 幸仁  東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (50312640)

Keywordsナノワイヤー / アモルファス合金 / ナノ機械試験
Research Abstract

学術的観点から原子レベルにおける剪断破断のメカニズムを解明することにより、アモルファス合金の実用化における最大の問題点である塑性加工性に新たな知見を得ることを目的とし、SEM/FIB(Dual beam)装置を用い、ナノ機械試験の準備のためアモルファスナノワイヤを切断、デポ固定を実施して、これらのナノ試料に対して原子分解能を有する透過電子顕微鏡を用いて引張応力下のアモルファスナノワイヤの構造的変化を観測することを予定していた。ところが平成23年3月11日に発生した東日本大震災により、Dual beam装置、透過電子顕微鏡に甚大なダメージを受けたため、目的としていたナノ機械試験の研究に大幅な遅延が生じた。この研究遅延のため、当初予定していたアモルファス合金リボンを局所的に加熱して粘性流動からナノワイヤーを作製する手法の他に、
ガスアトマイズ法を用いることで簡便にしかも大量のナノワイヤーを作製する手法に研究の方向を切り替えた。このガスアトマイズ法では、アモルファス合金を融点以上に加熱した後、過冷却することにより粘性を増大させ曳糸性を増幅させることにより、40~2000nmの直径を持つ長尺なワイヤーを大量生産することに成功した。また、試料となるアモルファス合金はすべての合金に適用可能であり、本研究においてPd系、Zr系、Fe系、Co系アモルファス合金からナノワイヤの大量生産に成功した。また、バネ定数が規定されたAFMカンチレバーをロードセルとして用い、ナノワイヤのナノ機械的試験も遂行した結果、バルクの降伏応力に比べ80%も減少する結果が得られた。この原因はFIBによる照射ダメージやナノワイヤ固定の方法などが考えられ今後検討すべき課題である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Formation of Metallic Glass Nanowires by Gas Atomization2012

    • Author(s)
      K. S. Nakayama
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 12 Pages: 2404-2407

    • DOI

      DOI: 10.1021/nl3003864

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atomic structure changes and phase transformation behavior in Pd-Si bulk glass-forming alloy2012

    • Author(s)
      D. V. Louzguine-Luzgin
    • Journal Title

      INTERMETALLICS

      Volume: 20 Pages: 135-140

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.intermet.2011.08.022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nano-crystallization behavior of Zr-Cu-Al bulk glass-forming alloy2012

    • Author(s)
      D. V. Louzguine-Luzgin
    • Journal Title

      JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS

      Volume: 358 Pages: 145-149

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2011.08.026

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Formation of metallic glass nanowire2013

    • Author(s)
      K. S. Nakayama
    • Organizer
      Thermec 2013
    • Place of Presentation
      Las Vegas, USA
    • Year and Date
      20131202-20131206
    • Invited
  • [Presentation] Formation of metallic glass nanofiber2013

    • Author(s)
      K. S. Nakayama
    • Organizer
      IVC-19/ICN+T 2013
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      20130903-20130913
  • [Presentation] Metallic glass nanowire by gas atomization

    • Author(s)
      K. S. Nakayama
    • Organizer
      142nd Annual meeting & exhibition TMS 2013
    • Place of Presentation
      San Antonio, USA
    • Invited
  • [Presentation] 金属ガラスナノワイヤーの創製と機械的特性評価

    • Author(s)
      中山幸仁
    • Organizer
      日本材料学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Invited
  • [Presentation] アモルファス合金ナノファイバーの開発

    • Author(s)
      中山幸仁
    • Organizer
      ナノファイバー学会第3回年次大会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属ガラスナノワイヤの製造方法、該製造方法により製造された金属ガラスナノワイヤ、及び金属ガラスナノワイヤを含む触媒2012

    • Inventor(s)
      中山幸仁、横山嘉彦
    • Industrial Property Rights Holder
      中山幸仁、横山嘉彦
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2011-102056
    • Filing Date
      2012-04-23
    • Overseas

URL: 

Published: 2014-07-24  

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