ナノ組織制御による金属材料の高性能化

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044019
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 藤森 啓安 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (60005866)
• 研究分担者: 琴 榮和 韓国科学技術研究院(KIST), 研究員 ; 文 仁ごう 韓国科学技術研究院(KIST), 研究員 ; 金 喜中 韓国科学技術研究院(KIST), 研究員 ; 盧 秦ふちん 韓国科学技術研究院(KIST), 研究員 ; 嶋 敏之 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50261508) ; 花田 修治 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005960) ; 増本 健 (財団)電気磁気材料研究所, 所長 (20005854)
• キーワード: アルミ合金 / 金属間化合物 / ナノ結晶 / 組織制御 / 高強度 / 靱性 / 軟磁性 / 硬磁性

研究概要

平成8年度(本研究の最終年度)の実績は以下の通りである。
1)ナノ組織制御法の研究:ナノ組織制御法として、メカニカルアロイング-HIP焼結法、アモルファス-結晶化法、窒素および酸素反応スパッタ法、積層スパッタ法を研究し以下に述べる各種の高性能金属新素材を得ることが出来た。
2)強靱性金属間化合物の研究:金属間化合物Nb_3Alは超高温材料として期待されているが、脆さが欠点である。そこで、メカニカルアロイング、HIP焼結により、組織をナノ微細にして靱性化させることを研究した。その結果、約60%の伸びを有する強靱性特性を得ることに成功した。
3)強力アルミ合金:アモルファスAl合金粉末の高温押出し成形法により高強度強靱性ナノ結晶Al合金のバルク材の作製に成功した。また、Al_<92>Mn_6Ce_2Al_<94.5>Cr_3Ce_1Co_<1.5>合金においてナノ準結晶組織を特徴とする高強度強靱性Al合金を、次いで、Al_<94>V_4Fe_2合金においてアモルファス相と結晶相のナノ組織を特徴とする高強度強靱性Al合金を見出した。さらに、Al-Si合金において結晶粒の微細化に希土類元素が効果を有することを明らかにした。
4)高性能磁性合金:N反応スパッタ法によりFe-(Hf,Zr,Nb)-C-Nナノ結晶の軟磁性薄膜を、O反応スパッタ法によりFe-MgO絶縁性ナノグラニュラー構造の超高周波磁性薄膜を、Cr上FeNdBスパッタによりコラムナ構造の高保持力磁性薄膜を、液体急冷法によりFe高濃度のナノ結晶の高磁化FeNdB磁石を、それぞれ作製することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] H.Fujimori: "Tunnel-type GMR in Co-Al-O insulated granular system-Its oxygen-concentration dependence" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 156. 311-314 (1996)
• [文献書誌] S.Mitani: "Spin-dependent tunneling phenomena in insulating granular systems" Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 165. 141-148 (1997)
• [文献書誌] 大沼繁弘: "Co-Al-O系グラニュラー構造膜の高周波軟磁気特性" 日本応用磁気学会誌. 20. 489-492 (1996)
• [文献書誌] 小林伸聖: "Fe-X-O(X=Y,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy)系高電気抵抗膜の軟磁気特性" 日本応用磁気学会誌. 20. 469-472 (1996)
• [文献書誌] 小林伸聖: "Fe-X-O(X=Y,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy)系薄膜の磁気特性に及ぼすNi,Pd,Ptの添加効果" 日本応用磁気学会誌. 20. 473-476 (1996)
• [文献書誌] S.Ohnuma: "High-frequency magnetic properties in metal-nonmetal granular films (invited)" Journal of Applied Physics. 79. 5130-5135 (1996)
• [文献書誌] T.Wada: "High Temperature Deformation of Nb_3Al/Nb Alloys" Materials Science Forum. 233-234. 311-318 (1997)
• [文献書誌] A.Inoue: "Soft and Hard Magnetic Properties of Nanocrystalline Fe-M-B (M=Zr,Nd) Base Alloys Containing Intergranular Amorphous Phase" Science Report RITU. A42. 143-156 (1996)
• [文献書誌] A.Inoue: "Formation and High strength of Nanoamorphous structure in Rapidly Solidified Al-Cr-Co-Ce and Al-V-Fe Alloys" International Journal of Rapid Solidification. 103-120 (1996)
• [文献書誌] A.Inoue: "High Mechanical Strength of Al- (V,Cr,Mn) - (Fe,Co,Ni) Quasicrystalline Alloys Prepared by Ropid Solidification" Materials Transactions,JIM. 37. 1287-1292 (1996)
• [文献書誌] A.Inoue: "Synthesis and high mechanical strength of Al-based alloys consisting mainly of nanogranular amorphous particles" Materials Science and Engineering. A217/218. 401-406 (1996)