2015 Fiscal Year Annual Research 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
| Project/Area Number |
26630363
|
|---|
| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
|---|
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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| 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 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
バルク金属ガラス（BMG）は，降伏時に試料を横断して形成するせん断帯における急激な加工軟化に伴う歪の局在化に起因して脆性的な破壊挙動を呈する．BMG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によって，加工軟化を示さない，特異な引張塑性変形挙動が発現することが明らかとなった．本研究では，BMG内に存在する「自由体積」に着目し，特異な塑性変形挙動の発現機構を調査した．
示差走査熱量分析（DSC）から，BMGに巨大ひずみ加工を施すことによって試料内に多量の自由体積が導入されることが明らかになった．この自由体積の消滅挙動はアレニウス型の温度依存性を示し，活性化エネルギー・頻度因子ともに，BMGの変形に重要な因子と考えられているβ緩和の特徴と良い一致を示した．引張試験における塑性変形挙動のひずみ速度依存性から見積られた塑性変形の活性化体積から，引張塑性変形はβ緩和が素過程となっていることが示唆された．従って，巨大ひずみ加工によって多量に導入された自由体積によって塑性変形の素過程であるβ緩和の活性化頻度が増大することによって，加工硬化を示す特徴的な引張塑性変形が発現したと推察される．
また，中性子線とX線の２種類のプロープを用い，それらの小角散乱強度を比較することによって，HPT加工によって多量の自由体積とCuの濃化が生じた領域からなる特異な不均一組織を形成することが分かった．小角散乱測定の結果と良く対応して，陽電子を用いたドップラーブロードニング法によっても自由体積まわりの構造変化が明瞭に捉えられた．このような不均一組織が，顕著なβ緩和の発現に寄与していると考えられる．
|
