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金属ガラスの変形・破壊のその場観察と原子レベルでのメカニクス解明

研究課題

研究課題/領域番号 15074217
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪府立大学

研究代表者

東 健司  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50173133)

研究分担者 瀧川 順庸  大阪府立大学, 工学研究科, 准教授 (70382231)
津田 大  大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (80217322)
上杉 徳照  大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (10405342)
那須 稔雄  山形大学, 地域教育文化学部, 教授 (00083436)
東田 賢二  九州大学, 工学研究科, 准教授 (70156561)
三村 耕司  大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (70181972)
中山 孝文  (財)電気磁気材料研究所, 主任研究員
高津 正秀  大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (80145812)
ペッツォッティ ジュセッペ  京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (70262962)
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
113,100千円 (直接経費: 113,100千円)
2007年度: 17,600千円 (直接経費: 17,600千円)
2006年度: 26,000千円 (直接経費: 26,000千円)
2005年度: 28,900千円 (直接経費: 28,900千円)
2004年度: 31,200千円 (直接経費: 31,200千円)
2003年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
キーワード金属ガラス / 変形メカニクス / ナノ結晶 / 摩擦攬拌プロセス / 電解析出法 / 高エネルギーX線 / その場観察 / 結合距離 / 変形メカにクス / せん断帯 / 摩擦攪拌プロセス / 第一原理計算 / EXAFS / 過冷却液体 / 超塑性 / 準結晶 / 破壊靱性 / 弾性特異点 / 放射光 / 結合状態 / 伸び値 / アモルファス / 局部変形 / 均一変形
研究概要

本研究の目的は,室温から過冷却液体温度域に至る金属ガラスの変形と破壊プロセスのその場観察によるメカニクスの解明であり,班全体の最終的目標は,局所電子・原子の結合論をベースにした金属ガラスの統一的な変形・破壊メカニクスの学理構築である.今年度の主な成果を以下に示す.
1.金属ガラスの摩擦撹拌プロセスによる組織ならびに機械的特性の変化に関する検討を行った.送り速度の変化により,析出するナノ結晶のサイズを制御可能であった.また,金属ガラスに分散したナノ結晶サイズにより,その機械的特性が変化することを実験的に明らかにした.
2.電解析出法によるバルクアモルファス合金の作製法を確立した.本手法により,様々な組成のバルクアモルファス合金,様々なナノ結晶のサイズ,体積率を有する材料の作製が可能となった.
3.金属ガラスの引張り変形に伴う原子配列の変化について高エネルギーX線によりその場観察した.その結果,引張変形に伴い原子間距離は増大するものの,あるひずみ量に達するとその距離は急激に減少し,さらなるひずみ量の増大に伴い増加する傾向を示した.この結果はEXAFS法により得られた結果と一致していた.

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

    (21件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Ni-W Amorphous/Nanocrystalline Duplex Composite Produced by Electrodeposition2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kimoto, A.Giga, T.Ohkubo, Y.Takigawa, K.Hono, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions 48

      ページ: 996-1000

    • NAID

      10020136308

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Observation of the Changes in Atomic Arrangement of Cu50Zr50 Metallic Glass during Tensile Deformation by EXAFS2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nasu, S.Takahashi, I.Ajiki, T.Usuki, Y.Onodera, M.Sakurai, W.Zhang, B.He, W.Zhong, Z.S.Wei, Z.Xie, W.Zhang, A.Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 434-435

      ページ: 44-47

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Crystallization on High-Temperature Plastic Flow and Ductilityin Pre-Annealed Zr-Al-Ni-Cu Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Takigawa, J.Kobata, H.Tsuda, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 558-559

      ページ: 1449-1452

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoscale amorphous "band-like" structure induced by friction stir processing in Zr55Cu30A110Ni5 bulk metallic glass2007

    • 著者名/発表者名
      J.Kobata, Y.Takigawa, S.W.Chung, H.Tsuda, H.Kimura, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Letters 61

      ページ: 3771-3773

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructural Change by Friction Stir Processing in Zr-Al-Ni-Cu Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Takigawa, J.Kobata, S.W.Chung, H.Tsuda, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions 48

      ページ: 1580-1583

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Size and Volume Fraction of Precipitated Crystalline Phase by Friction Stir Processing on Hardness in Zr-Al-Ni-Cu Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      J.Kobata, Y.Takigawa, S.W.Chung, H.Tsuda, H.Kimura, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions 48

      ページ: 2409-2413

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure and Mechanical Properties in Friction Stir Processed Zr-AI-Ni-Cu Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      J.Kobata, Y.Takigawa, S.W.Chung, H.Tsuda, T.Uesugi, H.Kimura, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 561-565

      ページ: 1345-1348

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of the Bulk Amorphous Ni-W Alloy by an Electroforming Process2007

    • 著者名/発表者名
      S.Wakayama, Y.Kimono, Y.Takigawa, T.Uesugi, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 561-565

      ページ: 1375-1348

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Atomic Distribution Change during Tensile Deformation of Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      T.Nasu, T.Usuki, Y.Onodera, M.Sakurai, B.He, W.Zhong, S.Wei, W.Zhang, A.Inoue
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum 539-543

      ページ: 1955-1958

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Localized shear deformation and fracture in a Zr-based bulk metallic glass2007

    • 著者名/発表者名
      T.Morikawa, T.Kawada, K.Higashida
    • 雑誌名

      Mater. Sci. Forum 539-543

      ページ: 2094-2099

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Demonstration of Inverse Hall-Petch Relationship through Tensile Test in Electrodeposited Nanocrystalline Ni-W Alloy2006

    • 著者名/発表者名
      A.Giga, Y.Kimoto, Y.Takigawa, K.Higashi
    • 雑誌名

      Scripta Mater 55

      ページ: 143-146

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Deformation Mechanism of Nanocrystalline Al-Fe Alloys by Analysis from Ab-Initio Calculations2006

    • 著者名/発表者名
      T.Uesugi, Y.Takigawa, K.Higashi
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 503-504

      ページ: 209-214

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Microstructural Change on High-Temperature Deformation in Pre-Annealed Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15> Bulk Metallic Glass2005

    • 著者名/発表者名
      J.Kobata, H.Tsuda, Y.Takigawa, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions 46・12

      ページ: 2864-2869

    • NAID

      10017150135

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] High-Temperature Plastic Flow in Pre-Annealed Zr-Al-Ni-Cu Bulk Metallic Glass in a Supercooled Liquid Region2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Takigawa, H.Somekawa, K.Higashi
    • 雑誌名

      Materials Transactions 46・2

      ページ: 199-202

    • NAID

      10014417118

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Superplastic and Diffusion Bonding Behavior on Zr-Al-Ni-Cu metallic glass in supercooled liquid region2004

    • 著者名/発表者名
      H.Somekawa, A.Inoue, K.Higashi
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 52

      ページ: 1395-1399

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] パラジウム基固溶体における溶解熱の第一原理計算2007

    • 著者名/発表者名
      上杉 徳照, 東 健司
    • 学会等名
      第51回日本学術会議材料工学連合講演会
    • 発表場所
      京大会館(京都)
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Zr基バルク金属ガラスの摩擦攬拌プロセスによる微細組織変化とその機械的特性の評価2007

    • 著者名/発表者名
      小畠 淳平, 片山 さやか, 瀧川 順庸, 津田 大, 木村 久道, 東 健司
    • 学会等名
      第51回日本学術会議材料工学連合講演会
    • 発表場所
      京大会館(京都)
    • 年月日
      2007-11-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Microstructure and Mechanical Properties in Friction Stir Processed Zr-AL-Ni-Cu Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      J.Kobata, Y.Takigawa, S.W.Chung, H.Tsuda, T.Uesugi, H. Kimura, K. Higashi
    • 学会等名
      The Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      済州(韓国)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of the Bulk Amorphous Ni-W Alloy by an Electroforming Pocess2007

    • 著者名/発表者名
      S.Wakayama, Y.Kimono, Y.Takigawa, T.Uesugi, K.Higashi
    • 学会等名
      The Sixth Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
    • 発表場所
      済州(韓国)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Crystallization on High-Temperatiire Plastic Flow and Ductility in Pre-Annealed Zr-Al-Ni-Cu Bulk Metallic Glass2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Takigawa, J.Kobata, H.Tsuda, K.Higashi
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Recrystalliza tion and Grain Growth
    • 発表場所
      済州(韓国)
    • 年月日
      2007-06-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Zr基金属ガラスの摩擦撹拌プロセスによる微細組織変化およびその機械的性質2007

    • 著者名/発表者名
      小畠 淳平, 瀧川 順庸, 津田 大, 木村 久道, 東 健司
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会平成19年度春季大会(第99回講演大会)
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2007-06-05
    • 関連する報告書
      2007 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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