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強ひずみ加工による表層ガラス化および大過冷却制御によるバルク化

研究課題

研究課題/領域番号 15074211
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

辻 伸泰  大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30263213)

研究分担者 安田 秀幸  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60239762)
小林 紘二郎  福井工業大学, 工学部, 教授 (70026277)
研究期間 (年度) 2003 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
53,000千円 (直接経費: 53,000千円)
2007年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
2006年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
2005年度: 16,000千円 (直接経費: 16,000千円)
2004年度: 11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
2003年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード強ひずみ加工 / メカニカルアロイング / 過飽和固溶体 / 金属ガラス / ナノコンポジット / 過冷融液 / 結晶成長 / 凝固 / ARB / フェムト秒レーザー / 衝撃波 / 超急冷 / 過冷却融液 / 無容器プロセス / 核生成
研究概要

昨年度までの研究により、純Zrと純Cuの積層体に対して室温でARBプロゼスにより強ひずみ加工を行なうと、界面近傍で原子レベルの混合が生じて部分的に金属ガラスが生じること、さらにARB材を400℃近傍で熱処理すると、試料の多くの部分が金属ガラスになることを明らかにした。しかしながら、ARBでは付与できるひずみ量に限りがあり、金属ガラス化が部分的に限られることも判明した。そこで本年度は、Zr/Cu他の純金属接合体に対してHPTプロセスを用いて相当ひずみ最大1000に至る大加工を室温で行なった。その結果、20回転以上めKPT加工により、試料全面が金属ガラス化することを見出した。
大過冷却制御によるバルク化に関しては、本年度はおもにZr-Cu系の過冷融液中における結晶相の成長「速度を測定した。2元系Zr-Cu系では、1)Zr50Cu50組成では、平衡相であるZrCu化合物は核生成せず、過冷融液からZr2Cu化合物が初晶として成長する、2)A1の添加によりZrCu化合物が核生成し、初晶となるが、成長速度はlmm/s以下である、3)Zr66Cu33組成においてZr2Cu化合物が初晶として成長したが、成長速度は1Omm/s以下である。Zr-Ni系の結果と比較し、Zr-Cu系の成長速度は遅く、ガラス化に有利な系であった。金型鋳造のシミュレーション結果も含めてガラス化プロセスを検討し、Zr-Ni-Al系、Zr-Cu-Al系は鋳型との界面で核生成しても内部にはガラス相を形成できる系であると結論づけられた。

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (4件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Bulk Mechanical Alloying of Cu-Ag and Cu/Zr Two Phase Microstructures by Accrmulative Roll Bonding Process2007

    • 著者名/発表者名
      S., Ohsaki・S., Kato・N., Tsuji・T., Ohkubo・K., Hono
    • 雑誌名

      Acta Mater 55

      ページ: 2885-2895

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress of EPM in steelmaking, casting, and solidefication processing2007

    • 著者名/発表者名
      H., Yasuda・T., Toh・K., Iwai・K., Morita
    • 雑誌名

      ISIJ International 47

      ページ: 619-626

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glassy Solidification Criterion of Zr50Cu40A110 Alloy2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Yokoyama・H., Fredriksson・H., Yasuda・M., Nishijima・A., Inoue
    • 雑誌名

      Mater Trans 48

      ページ: 1363-1372

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain Size Saturation during Severe Plastic Deformation2007

    • 著者名/発表者名
      N.Tsuji, N.Kamikawa, B.Li
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum Vols.539-543

      ページ: 2837-2842

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Hardening by Annealing and Softening by Deformation in Nanostructured Metals2006

    • 著者名/発表者名
      X.Huang, N.Hansen, N.Tsuji
    • 雑誌名

      Science Vol.312,No.5771

      ページ: 249-251

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Microstructure Homogeneity in Various Metallic Materials Heavily Deformed by Accumulative Roll-Bonding2006

    • 著者名/発表者名
      B.L.Li, N.Tsuji, N.Kamikawa
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Eng. Vol.423,No.1-2

      ページ: 331-342

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of High Magnetic Fields on Solidification Processig2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yasuda
    • 雑誌名

      Proc. 5th Int. Symposium on Electromagnetic processing of Materials

      ページ: 345-350

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurement of Crystal Growth Velocity in Bulk-metallic-glass Forming Alloys2006

    • 著者名/発表者名
      H.Yasuda, D.Nagamatsu, Y.Tamura, T.Yoshimoto, T.Nagira, Y.Yokoyama, A.Inoue
    • 雑誌名

      roc. 5th Int. Symposium on Electromagnetic processing of Materials

      ページ: 449-453

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Bulk Mechanical Alloying of Zr-Cu System by Accumulative Roll Bonding (ARB).2005

    • 著者名/発表者名
      N.Tsuji, S.Kato, S.Ohsaki, K.Hono, Y.Minamino
    • 雑誌名

      J.Metastable and Nanocrystalline Mater. 24-25

      ページ: 643-646

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Elongation Increase in Ultra-Fine Grained Al-Fe-Si Alloy Sheets2005

    • 著者名/発表者名
      H.W.Kim, S.B.Kang, N.Tsuji, Y.Minamino
    • 雑誌名

      Acta Mater. 53

      ページ: 1737-1749

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Nucleation and growth in undercooled melts of bulk-metallic-glass forming Zr60Ni25A115 alloy2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yasuda, Y.Tamura, T.Nagira, I.Ohnaka, Y.Yokoyama, A.Inoue
    • 雑誌名

      Mater.Trans., 46 (2005)2762-2767. 46

      ページ: 2762-2767

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the melt flow on solidified structure by a levitation technique using alternative and static magnetic fields2005

    • 著者名/発表者名
      H.Yasuda, I.Ohnaka, R.Ishii, S.Fujita, Y.Tamura
    • 雑誌名

      ISIJ International 45

      ページ: 991-996

    • NAID

      10016561657

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Femtosecond laser driven shock quenching of the high-pressure phase of iron2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sano, H.Mori, O.Sakata, E.Ohmura, I.Miyamoto, A.Hirose, K.F.Kobayashi
    • 雑誌名

      Applied Surface Science Vol.247

      ページ: 571-576

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Femtosecond laser driven shock quenching of the nanocrystalline high-pressure phase of iron2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sano, H.Mori, O.Sakata, E.Ohmura, I.Miyamoto, A.Hirose, K.F.Kobayashi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum Vol.475-479

      ページ: 3475-3478

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 微細粒軽量金属の研究動向-メタラジーの視点から-2004

    • 著者名/発表者名
      辻 伸泰
    • 雑誌名

      まてりあ Vol.43,No.5

      ページ: 405-410

    • NAID

      10013070300

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Microstructures and Mechanical Properties of Bulk Nanocrystalline FeAl-C Alloys Made by Mechanically Alloying with Subsequent Spark Plasma Sintering2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Minamino, Y.Koizumi, N.Tsuji, N.Hirohata, K.Mizuuchi, Y.Ohkanda
    • 雑誌名

      Sci.Tech of Adv.Mater. 5/1-2

      ページ: 133-143

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation of Nanocrystalline Surface Layers in Various Metallic Materials by Near Surface Severe Plastic Deformation2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sato, N.Tsuji, Y.Minamino, Y.Koizumi
    • 雑誌名

      Sci.Tech of Adv.Mater. 5/1-2

      ページ: 145-152

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure and Strength After Large Strain Deformation2004

    • 著者名/発表者名
      N.Hansen, X.Huang, R.Ueji, N.Tsuji
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Eng.A 387-389

      ページ: 191-194

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Aging Behavior of Ultrafine Grained Al-2wt.%Cu Alloy Severely Deformed by Accumulative Roll Bonding (ARB)2004

    • 著者名/発表者名
      N.Tsuji, T.Iwata, M.Sato, S.Fujimoto, Y.Minamino
    • 雑誌名

      Sci.Tech of Adv.Mater. 5/1-2

      ページ: 173-180

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of the morphological transition in the solidified structure by using an AC+CD levitation technique2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yasuda
    • 雑誌名

      Proc.1st Asian EPM workshop

      ページ: 90-96

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] Mechanical Alloying And Non-equilibrium Phase Formation By Severe Plastic Deformation2007

    • 著者名/発表者名
      Y., F., Sun・N., Tsuji・T., Nakamura・C., H., Wang・Y., Todaka・M., Umemoto
    • 学会等名
      PRICM6
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 年月日
      2007-11-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Applications of High Magnetic Fields in Materials Processing: Magnetohydrodynamics, Historical Evolution and Trends, Series: Fluid Mechanics and Its Applications2007

    • 著者名/発表者名
      H., Yasuda
    • 総ページ数
      407
    • 出版者
      Springer, Dordrecht, The Netherland
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] SEVERE PLASTIC DEFORMATION : Towards Bulk Production of Nanostructured Materials2006

    • 著者名/発表者名
      N.Tsuji
    • 総ページ数
      612
    • 出版者
      NOVA Science Publishers, NY
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 「ナノマテリアル工学大系 第2巻ナノ金属編」第5章第11節「強ひずみ加工法」2005

    • 著者名/発表者名
      辻伸泰
    • 総ページ数
      1050
    • 出版者
      フジ・テクノシステム
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 「構造工学ハンドブック」1.1.1(2)超微細粒高強度材料?アルミニウム合金2004

    • 著者名/発表者名
      辻 伸泰(分担執筆)
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      丸善
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sato, N.Tsuji, Y.Minamino, Y.Koizumi: "Fabrication of Surface Nanocrystalline Aluminum Alloys"Materials Science Forum. 426-432. 2753-2758 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sato, N.Tsuji, Y.Minamino, Y.Koizumi: "Formation of Nanocrystalline Surface Layers in Various Metallic Materials by Near Surface Severe Plastic Deformation"Science and Technology of Advanced Materials. Vol.5, No.1-2. 145-152 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tsuji, M.Sato, Y.Minamino, Y.Koizumi: "Surface Nanocrystalline Metallic Materials Fabricated by Near Surface Severe Plastic Deformation"Proc.of the Int.Symp.On Surfaces and Interfaces in Nanostructured Materials, TMS. (In press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Yasuda, I.Ohnaka, Y.Ninomiya, R.Ishi, S.Fujita, K.Kishio: "Levitation of metallic melt by using the simultaneous imposition of the alternating and the static magnetic fields"Journal of Crystal Growth. Vol.260 No.3-4. 475-485 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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