放電プラズマ焼結法による高強度・大延性を示す大寸法バルク金属ガラス複合材の創製

• 研究課題/領域番号: 20560639
• 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: 複合材料・物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 謝 国強 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50422134)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 金属ガラス / 放電プラズマ焼結 / 複合効果 / 電子顕微鏡 / 微細構造 / 延性 / 粉末焼結 / 強度 / 結晶化

研究概要

放電プラズマ焼結法を用いて、結晶粒子が均一に分散し、かつ金属ガラスの結晶化が抑止する高強度・大延性を示す大寸法の結晶粒子分散型バルク金属ガラス複合材の開発に成功した。バルク金属ガラス複合材の性能を合金組成、組織、結晶粒子の種類、体積分率、サイズ、分布状態などの依存性を明確した。この延性向上の原因として、高強度な結晶粒子がせん断滑り帯の進展を抑え、多数のせん断滑り帯の形成を促進することを明らかにしている。

研究成果

• [雑誌論文] Bulk metallic glassy composites with excellent electrical conductivity and enhanced plasticity fabricated by spark plasma sintering (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, M. Fukuhara and A. Inoue
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 巻: Vol.675-677 ページ: 197-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bulk metallic glassy composites with excellent electrical conductivity and enhanced plasticily fabricated by spark plasma sintering (2011)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, M.Fukuhara, A.Inoue
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 675-677 ページ: 197-200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cu particulate dispersed Cu_(50)Zr_<45> A_<l5> bulk metallic glassy composite with enhanced electrical conductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, M. Fukuhara, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: Vol.18(10) ページ: 1973-1977
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonic characteristics of porous Zr_<55> Cu_<30> Al_<10> Ni_5 bulk metallic glass fabricated by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, M. Fukuhara, D. V. Louzguine and A. Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: Vol.18(10) ページ: 2014-2018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and mechanical properties of crystalline particulates dispersed Ni-based metallic glassy composites fabricated by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: Vol.18(5) ページ: 851-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consolidation behavior of Cu-Zr-Al metallic glass powder by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, M. Fukuhara, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 巻: Vols. 654-656 ページ: 1086-1089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cu particulate dispersed Cu_<50>Zr_<45>Al_5 bulk metallic glassy composite with enhanced electrical conductivity (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, M.Fukuhara, H.Kimura, A.Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: 18 ページ: 1973-1977
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrasonic characteristics of porous Zr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5 bulk metallic glass fabricated by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, M.Fukuhara, D.V.Louzguine, A.Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: 18 ページ: 2014-2018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consolidation behavior of Cu-Zr-Al metallic glass powder by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, M.Fukuhara, H.Kimura, A.Inoue
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 654-656 ページ: 1086-1089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and mechanical properties of crystalline particulates dispersed Ni-based metallic glassy composites fabricated by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, H.Kimura, A.Inoue.
  • 雑誌名: Intermetallics 18 ページ: 851-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual phase metallic glassy composites with large-size and ultra-high strength fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, S. Li, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: Vol.17(7) ページ: 512-516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Densification of gas atomized Ni-based metallic glassy powders by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, S. Li, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: Vol.50(6) ページ: 1273-1278
  • NAID: 10024815529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of interface between the particles in NiNbZrTiPt metallic glassy matrix composite containing SiC fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine and A. Inoue
  • 雑誌名: J. Alloys Compd. 巻: Vol.483(1-2) ページ: 239-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual phase metallic glassy composites with large-size and ultra-high strength fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, S.Li, H.Kimura, A.Inoue
  • 雑誌名: Intermetallics 17 ページ: 512-516
  • 査読あり
• [雑誌論文] Densification of gas atomized Ni-based metallic glassy powders by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, S.Li, H.Kimura, A.Inoue
  • 雑誌名: Materials Transactions 50 ページ: 1273-1278
  • NAID: 10024815529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of interface between the particles in NiNbZrTiPt metallic glassy matrix composite containing SiC fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, A.Inoue
  • 雑誌名: Journal of Alloys Compounds 483 ページ: 239-242
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-size ultra-high strength Ni-based bulk metallic glassy matrix composites with enhanced ductility fabricated by spark plasma sintering (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, H. Kimura, A. Inoue and F. Wakai
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: Vol.92(12) ページ: 121907-121907
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and properties of ceramic particulate reinforced metallic glassy matrix composites fabricated by spark plasma sintering (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, F. Wakai, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng. B 巻: Vol.148 ページ: 77-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-size ultra-high strength Ni-based bulk metallic glassy matrix composites with enhanced ductility fabricated by spark plasma sintering (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguitie, H. Kimura, A. Inoue and F. Wakai
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 92 ページ: 101207-101207
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and properties of ceramic particulate reinforced metallic glassy matrix composites fabricated by spark plasma sintering (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, F. Wakai, H. Kimura and A. Inoue
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering B 148 ページ: 77-81
  • 査読あり
• [学会発表] Microstructure of interface between particles in Ni-based glassy matrix composites produced by spark plasma sintering (2011)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, H. Kimura, F. Wakai and A. Inoue.
  • 学会等名: The International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation (Visual-JW2010), Proceedings of the Visual-JW 2010
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] 放電プラズマ焼結によるCu粒子分散金属ガラス複合材の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D. V. Louzguine、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会2010年秋季大会発表
  • 発表場所: 京都大学、日本
• [学会発表] 放電プラズマ焼結による作製したZr基ポーラス金属ガラスの超音波特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、福原幹夫、D. V. Louzguine、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期(第147回)大会発表
  • 発表場所: 北海道大学、日本
• [学会発表] Consolidation behavior of Cu-Zr-Al metallic glass powder by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, M. Fukuhara, H. Kimura and A. Inoue
  • 学会等名: The 7th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM-7)
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Two-phase bulk metallic glasses produced by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, H. Kimura and A. Inoue.
  • 学会等名: 17th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2010)
  • 発表場所: Zurich, Switzerland.
• [学会発表] Production of bulk metallic glasses and the composites by spark plasma and microwave sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, S. Li, H. Kimura and A. Inoue.
  • 学会等名: The 7th International Forum on Advanced Material Science and Technology (IFAMST-7)
  • 発表場所: Dalian, P. R. China
• [学会発表] Characterization of interface nanostructure in Ni-based metallic glassy composites produced by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine and A. Inoue
  • 学会等名: International Conference on Nanomaterials : Synthesis, Characterization and Applications (ICN-2010)
  • 発表場所: Kottayam, India.
• [学会発表] 放電プラズマ焼結法によるFe基金属ガラス及びその複合材料の作製と評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D. V. Louzguine、福原幹夫、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期(第146回)大会発表
  • 発表場所: 筑波大学、日本
• [学会発表] Characterization of interface nanostructure in Ni-based metallic glassy composites produced by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguinc A.Inoue
  • 学会等名: International Conference on Nanomaterials : Synthesis, Characterization and Applications (ICN-2010)
  • 発表場所: Kottayam, India
• [学会発表] Production of bulk metallic glasses and the composites by spark plasma and microwave sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, S.Li, H.Kimura, A.Inoue
  • 学会等名: The 7^<th> International Forum on Advanced Material Science and Technology (IFAMST-7)
  • 発表場所: Dalian, P.R.China
• [学会発表] Two-phase bulk metallic glasses produced by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, H.Kimura, A.Inoue
  • 学会等名: 17^<th> International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2010)
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
• [学会発表] Consolidation behavior of Cu-Zr-Al metallic glass powder by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, M.Fukuhara, H.Kimura, A.Inoue
  • 学会等名: The 7^<th> Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM-7)
  • 発表場所: Carins, Australia
• [学会発表] 放電プラズマ焼結による作製したZr基ポーラス金属ガラスの超音波特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、福原幹夫、D.V.Louzguine、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期(第147回)大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 放電プラズマ焼結によるCu粒子分散金属ガラス複合材の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 謝国強, D.V.Louzguine、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会2010年秋季大会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Microstructure of interface between particles in Ni-based glassy matrix composites produced by spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, H.Kimura, F.Wakai, A.Inoue
  • 学会等名: The International Symposium on Visualization in Joining & Welding Science through Advanced Measurements and Simulation (Visual-JW2010) and the Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials
  • 発表場所: Osaka, Japan
• [学会発表] 放電プラズマ焼結法によるFe基金属ガラス及びその複合材料の作製と評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 謝国強, D.V.Louzguine, 福原幹夫, 木村久道, 井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春期(第146回)大会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] Cu particulates reinforced bulk metallic glassy composites with large size ultra-high strength and excellent electrical conductivity (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, H. Kimura and A. Inoue.
  • 学会等名: The 7th International Conference on Bulk Metallic Glasses (BMG2009)
  • 発表場所: Busan, Korea.
• [学会発表] Ultrasonic characteristics of porous Zr55Cu30Al10Ni5 bulk metallic glass fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, M. Fukuhara, D. V. Louzguine and A. Inoue.
  • 学会等名: The 7th International Conference on Bulk Metallic Glasses (BMG2009)
  • 発表場所: Busan, Korea.
• [学会発表] 延性を示す高強度結晶粒子分散Ni基金属ガラス複合材料の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D. V. Louzguine、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会2009年秋季大会発表
  • 発表場所: 名古屋国際会議場、日本
• [学会発表] Bulk metallic glasses and its composites fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, W Zhang, H. Kimura and A. Inoue.
  • 学会等名: The 5th Japan-Korea Workshop on Metallic Glasses
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] Characterization of particulates reinforced Ni-based metallic glassy matrix composites fabricated by spark plasma sinterin (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine and A. Inoue.
  • 学会等名: The 12th Frontiers of Electron Microscopy in Materials Science (FEMMS2009)
  • 発表場所: Sasebo, Japan.
• [学会発表] 放電プラズマ焼結法によるCu粒子分散金属ガラス複合材料の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D. V. Louzguine、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期(第145回)大会発表
  • 発表場所: 京都大学、日本
• [学会発表] Production and properties of bulk metallic glassy and the composites by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, S. Li, H. Kimura and A. Inoue
  • 学会等名: 16th International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostrustured Materials (ISMANAM2009)
  • 発表場所: Beijing, P. R. China.
• [学会発表] Two-phase metallic glass composites fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D. V. Louzguine、李松、木村久道、P. Sharma、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期(第144回)大会発表
  • 発表場所: 東京工業大学、日本
• [学会発表] Fabrication and mechanical properties of metal particulates reinforced Ni-based metallic glass composites by spark plasma and microwave sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, S. Li and A. Inoue
  • 学会等名: TMS 2009 : 138th Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: San Francisco, U. S. A
• [学会発表] Production and properties of bulk metallic glassy and the composites by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強, D.V.Louzguine, 木村久道, 井上明久
  • 学会等名: 16^<th> International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostrustured Materials(ISMANAM2009)
  • 発表場所: Beijing, P.R. China
• [学会発表] 放電プラズマ焼結法によるCu粒子分散金属ガラス複合材料の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D.V.Louzguine、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期(第145回)大会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] Characterization of particulates reinforced Ni-based metallic glassy matrix composites fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, A.Inoue
  • 学会等名: The 12^<th> Frontiers of Electron Microscopy in Materials Science(FEMMS2009)
  • 発表場所: Sasebo, Japan
• [学会発表] Bulk metallic glasses and its composites fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, W Zhang, H.Kimura, A.Inoue
  • 学会等名: The 5^<th> Japan-Korea Workshop on Metallic Glasses
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] 延性を示す高強度結晶粒子分散Ni基金属ガラス複合材料の作製と評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強, D.V.Louzguine, 木村久道, 井上明久
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会2009年秋季大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
• [学会発表] Ultrasonic characteristics of porous Zr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5 bulk metallic glass fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, M.Fukuhara, D.V.Louzguine, A.Inoue
  • 学会等名: The 7^<th> International Conference on Bulk Metallic Glasses(BMG2009)
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] Cu particulates reinforced bulk metallic glassy composites with large size ultra-high strength and excellent electrical conductivity (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Q.Xie, D.V.Louzguine, H.Kimura, A.Inoue
  • 学会等名: The 7^<th> International Conference on Bulk Metallic Glasses(BMG2009)
  • 発表場所: Busan, Korea
• [学会発表] Fabrication and mechanical properties of metal particulates reinforced Ni-based metallic glass composites by spark plasma and microwave sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie
  • 学会等名: TMS 2009 : 138^<th> Annual Meeting & Exhibition
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A.
• [学会発表] Two-phase metallic glass composites fabricated by spark plasma sintering (2009)
  • 著者名/発表者名: 謝国強
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期(第144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] Large-size ultra-high strength Ni-based bulk metallic glass and its composites fabricated by spark plasma sintering process (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, S. Li, H. Kimura, F. Wakai and A. Inoue.
  • 学会等名: International Symposium of Amorphous Alloys
  • 発表場所: Hangzhou, P. R. China
• [学会発表] 延性を示す高強度Ni基金属ガラス複合焼結体の作製と結晶質粒子添加の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 謝国強、D. V. Louzguine、李松、木村久道、井上明久
  • 学会等名: 日本金属学会2008年秋期(第143回)大会発表
  • 発表場所: 熊本大学、日本
• [学会発表] 延性を示す高強度Ni基金属ガラス複合焼結体の作製と結晶質粒子添加の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 謝国強
  • 学会等名: 日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学
• [図書] Fabrication and characterization of metallic glassy matrix composite reinforced with ZrO2 particulate by spark plasma sintering process, inFrontiers in Materials Research, Vol.10 of Series : Advances in Materials Research (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, W. Zhang, H. Kimura and A. Inoue
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg
• [図書] "Frontiers in Materials Research, Vol.10 of Series : Advances in Materials Research" Edited by Y. Fujikawa, K. Nakajima and T. Sakurai (2008)
  • 著者名/発表者名: G. Q. Xie, D. V. Louzguine, W. Zhang, H. Kimura and A. Inoue
  • 出版者: Springer-Verlag Berlin Heidelberg
• [産業財産権] 金属ガラス複合構造物及び金属ガラス複合構造物の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 謝国強、井上明久、D. V. Louzguine、木村久道、李松
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 2009-107145
  • 出願年月日: 2009-04-24
• [産業財産権] 金属ガラス複合構造物及び金属ガラス複合構造物の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 謝国強、井上明久、D. V. Louzguine、木村久道、李松
  • 権利者名: 東北大学
  • 出願年月日: 2009-01-22