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構造不規則系材料の一つである金属ガラスの弾塑性変形制御には，変形機構として有力視されている原子集団励起現象(STZ)と原子構造の関係の理解が鍵となる. 申請者は，高圧下でねじり加工を金属ガラスに適用することで、金属ガラスに引張延性を付与できることを見出した。これは、構造不規則系である金属ガラスの組織制御を通じて、STZやその素励起であるアナンケオンの活性化頻度・分布等を調整し、力学的高機能化が達成できることを意味する。本計画研究では、それらの力学挙動および組織を評価・解析することによって，アナンケオンを素励起とするSTZの活性化を支配する因子の解明を目指して研究を行った。
本年度は、昨年度までの研究で、高圧下ねじり加工によって金属ガラスに生じる特徴的な組織因子として、金属ガラス中に存在する密な構造である反自由体積（Anti-FV）に着目し、以下のような成果を得た。
高圧下ねじり加工した金属ガラスに構造変化と延性の関係を調査するため、熱処理に伴う構造緩和過程を詳細に調査した。その結果、高圧下ねじり加工した金属ガラスは、高圧下ねじり加工を施す前と比較して顕著なAnti-FV割合の増加が認められた。また、低温度域の緩和において、緩和エンタルピー変化を伴わない顕著な比体積の変化を示すことが新たに明らかになった。また、この特異な比体積変化をきっかけとして、引張延性が急激に失われた。これは、発熱を伴うFV、Anti-FVの緩和に加えて、この体積変化が、金属ガラスのSTZやアナンケオンの活性化に重要な役割を果たしていることを示す重要な成果である。
また、原子間力顕微鏡を用いた位相遅れ分布評価によって、構造緩和挙動に対応する、位相遅れ分布の変化を捉えることに成功した。上述した緩和挙動と対応付けることによって、今後金属ガラス中に存在する組織因子の分布状態を明らかにすることが期待できる。
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