遷移金属-易融元素多元系合金状態図予測システムの構築

• 研究課題/領域番号: 14550657
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 長谷部 光弘 九州工業大学, 工学部, 教授 (70005552)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: CALPHAD / 状態図 / 易融合金 / メッキ

研究概要

母材成分として主要な遷移金属Fe, Niを選び,易融元素にはAl, Sn, Znをとりあげ,遷移金属-易融元素系合金状態図をCALPHAD(CALculation of PHAse Diagrams)法にて研究した。
初年度にFe-Al, Fe-Sn, Fe-Zn, Ni-Al, Ni-Sn, Ni-Zn各2成分系およびFe-Al-Sn, Fe-Al-Zn, Fe-Sn-Zn各3成分系の状態図についてCALPHAD法による熱力学的解析を行ったのに続き,本年度にはNi-Al-Sn, Ni-Al-Zn, Ni-Sn-Zn各3成分系およびこれらにCoを追加した系について,既存の実験的測定を含めた熱力学的解析を行い,得られた熱力学パラメータをまとめて状態図計算用データベースを構築した。
またCALPHAD法には馴染みのない研究者・技術者でも容易に任意の組織・温度領域の状態図を予測計算できるように,いろいろな予測計算手順を定式化したマクロファイル形式のプログラムを作成しシステム化した。
このデータベースを含むシステムを用いることによってFe-Ni-Al-Sn-Zn 5成分系状態図を構成する10種の2成分系(Fe-Ni, Fe-Al, Fe-Sn, Fe-Zn, Ni-Al, Ni-Sn, Ni-Zn, Al-Sn, Al-Zn, Sn-Zn),10種の3成分系(Fe-Ni-Al, Fe-Ni-Sn, Fe-Ni-Zn, Fe-Al-Sn, Fe-Al-Zn, Fe-Sn-Zn, Ni-Al-Sn, Ni-Al-Zn, Ni-Sn-Zn, Al-Sn-Zn),5種の4成分系(Fe-Ni-Al-Sn, Fe-Ni-Al-Zn, Fe-Ni-Sn-Zn, Fe-Al-Sn-Zn, Ni-Al-Sn-Zn)を含んだ状態図を計算予測することが可能になった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Waku, S.Sakata, A.Mitani, K.Shimizu, A.Ohtsuka, M.Hasebe: "Temperature dependence of flexural strength of Al_2O_3/Y_3Al_5O_<12>12/ZrC_2 ternary melt growth composites"Journal of Materials Science. 37. 2975-2982 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Tokunaga, K.Nishio, H.Ohtani, M.Hasebe: "Phase Equilibria in the Ni-Si-B System"Materials Transactions. 44. 1651-1654 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Tokunaga, K.Nishio, H.Ohtani, M.Hasebe: "Thermodynamic assessment of the Ni-Si system by incorporating ab initio energetic calculations into the CALPHAD approach"Computational Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 27. 161-168 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Ohtani, S.Ono, K.Doi, M.Hasebe: "Thermodynamic study of phase equilibria in the Sn-Ag-Bi-Zn quaternary system"Materials Transactions. 45. 380-383 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Ohtani, Y.Chen, M.Hasebe: "Phase separation of the B2 Structure Accompanied by an Ordering in Co-Al and Ni-Al Binary Systems Materials Transactions"Materials Transactions. 45. 1489-1498 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Waku, S.Sakata, A.Mitani, K.Shimizu, A.Ohtsuka, M.Hasebe: "Temperature dependence of flexural strength of Al_2O_3/Y_3Al_6O_<12>/ZrO_2 ternary melt growth composites"Journal of Materials Science. 37. 2975-2982 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Tokunaga, K.Nishio, H.Ohtani, M.Hasebe: "Phase Equilibria in the Ni-Si-B System"Materials Transactions. 44. 1651-1654 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Tokunaga, K.Nishio, H.Ohtani, M.Hasebe: "Thermodynamic assessment of the Ni-Si system by incorporating ab initio energetic calculations into the CALPHAD approach"Computational Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 27. 161-168 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Ohtani, S.Ono, K.Doi, M.Hasebe: "Thermodynamic study of phase equilibria in the Sn-Ag-Bi-Zn quaternary system"Materials Transactions. 45. 380-383 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Ohtani, Y.Chen, M.Hasebe: "Phase separation of the B2 structure accompanied by an ordering in Co-Al and Ni-Al binary systems"Materials Transactions. 45. 1489-1498 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Waku, S.Sakata, A.Mitani, K.Shimizu, A.Ohtsuka, M.Hasebe: "Temperature dependence of flexural strength of Al_2O_3/Y_3Al_5O_<12>/ZrO_2 ternary melt growth composites"Journal of Materials Science. 37・14. 2975-2982 (2002)
• [文献書誌] T.Tokunaga, K.Nishio, H.Ohtani, M.Hasebe: "Phase Equilibria in the Ni-Si-B System"Materials Transactions. 44. 1651-1654 (2003)
• [文献書誌] T.Tokunaga, K.Nishio, H.Ohtani, M.Hasebe: "Thermodynamic assessment of the Ni-Si system by incorporating ab initio energetic calculations into the CALPHAD approach"Computational Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 27・2. 161-168 (2003)
• [文献書誌] H.Ohtani, S.Ono, K.Doi, M.Hasebe: "Thermodynamic study of phase equilibria in the Sn-Ag-Bi-Zn quaternary system"Materials Transactions. 45. (2004)
• [文献書誌] Y.Waku, S.Sakata, A.Mitani, K.Shimizu, A.Ohtsuka, M.Hasebe: "Temperature dependence of flexural strength of A1203/Y3A15012/Zr02 ternary melt growth composites"Journal of Materials Science. 37・14. 2975-2982 (2002)