2014 Fiscal Year Research-status Report
塑性変形による構造制御に基づく金属ガラスの力学的高機能化
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26630363
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
戸高 義一 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50345956)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | バルク金属ガラス / 引張延性 / 自由体積 / β緩和 / 巨大ひずみ加工 / High-Pressure Torsion加工 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脆性的な力学特性を示すバルク金属ガラス（BGA）に対して，HPT(High-Pressure Torsion)加工法を用いて巨大ひずみ加工を施すことで，引張延性を付与することが可能である．本研究では，これまでBGAの力学特性に重要と考えられてきた自由体積（FV）の「量」のみならず，FVの「構造」, 「性質」に着目し，BGAの塑性変形の支配因子を明らかにすることを目的とする．
平成２６年度は，引張延性を有するFVの「量」, 「性質」の変化を，DSCを用いて定量的に調査した．HPT加工に伴うFV量の増大は，DSC曲線における発熱ピークとして観察され，HPT加工によって導入される塑性ひずみ量に依存して増大した．この結果は，過去に実施したかさ密度の測定結果と対応する．さらに，HPT加工材における発熱ピーク面積の熱処理温度・時間依存性を調査することによって，引張延性を示すBGAのβ緩和（FV消滅）の活性化エネルギーを得た．HPT加工材のβ緩和の活性化エネルギーは，加工前と比較して低いことが分かった．以上の結果から，HPT加工によって不安定な性質をもつFVが試料内に多数導入されることで，塑性変形の起点が増大し，延性の発現に至ったと予測される．
HPT加工の影響は，中性子線とX線による小角散乱強度の増大としても現れる．熱処理に伴う小角散乱強度の変化とDSCにおいて観察された発熱ピーク面積の変化が良く対応することから，HPT加工したBGAは，FVの分布にゆらぎをもった不均一組織を呈していることが分かった．さらに，中性子線とX線の2種のプロープを用いることで，その強度比を比較することによって，HPT加工によって導入された不均一組織は，多量のFVに加え，Cuの濃化が生じていることが明らかとなりつつあり，これがHPT加工に伴うβ緩和の活性化エネルギーの低下に寄与していると考えられる．
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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
当初の計画であった，DSCを用いた自由体積の消滅に必要な活性化エネルギーの同定，および，中性子・X線小角散乱による組成情報の取得は順調に進展している．不均一構造のサイズ・形状は，HPT加工により形成された不均一構造が想定よりも大きかったことにより，今年度用いた小角散乱装置のQ範囲では同定できなかった．平成27年度にはさらに広いQ範囲で測定が可能な装置の利用を計画中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，平成26年度に実施の研究（DSC法, 小角散乱法）を継続するとともに，陽電子消滅法により自由体積のサイズ, 消滅サイト（自由体積）まわりの組成情報を得る．陽電子消滅実験から得られる結果をDSC法, 小角散乱法より得られる結果と対応づけることで，自由体積構造（組成）と消滅の容易さの関係を明らかにすることができる．
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