ナノ結晶インターマテリアルズのMA複合プロセシング

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555512
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 木原 諄二 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00010801)
• 研究分担者: 相澤 龍彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (10134660)
• キーワード: インターマテリアルズ / メカニカルアロイング / 繰返し塑性流動 / ナノグラニュラー材料 / 機能性合金 / 界面反応 / 国相プロセシング

研究概要

融点が大きく異なり、また密度差が大きい元素から構成されるアロイ、共有結合/イオン結合と金属結合をそれぞれ有する化合物から構成されるアロイなど、ナイサイズの組織・構造を有する材料として創製することが、本研究の最終目的である。本年度は、初年度として、次の3点を目的とした:(i)これまでのミリング・アトライティングMAでは微細混合できないBi/Pb-Al系のMA、バルクビレットの創成、(ii)巨大磁気抵抗(GMR)を示すナノグラニュラー材料として期待されるCu-Co系のメカニカルアロイング、バルクビレットの創成、(iii)kgオーダでのナノ結晶材料創成のための大型メカニカルアロイングプロセスの開発である。(i)に関しては、繰返し塑性変形・塑性流動・破砕機構による本MAプロセスの特徴として、動偏析・粉体粒子凝集とは全く無縁となるため、N=300(プロセス時間:約2Ks)で70nm程度のナノ微細組織のBi/Pb-Al系の混合体の創製に成功した。(ii)に関しては、繰返し塑性流動型の本MAはきわめて有効なプトセスとなり、約2〜3ksにより10nm程度の強制固溶状態のナノ結晶材料を創成することができた。それ以上に興味深い点は、(1)Cu-Co系では、MAに伴う固溶過程で、hcp-Coがfcc-Coに変態した後に固溶状態となること、(2)本MAにおける繰返し数は、原子半径比あるいは原子容比によって一義的に決定されることがわかった。(iii)に関しては、これまでのMAにおけるバス・スケジュールをスケールアップすることにより、kgオーダのナノ微細混合を行うメカニカルアロイングを実現できことがわかった。本年度の成功によって、上述した本研究の目的に向かって、(i)ナノグラニュラー材料の大容量MA化とネットシェイプ成形、(ii)熱電材料、Heus ler系材料などに代表される機能性合金のメカニカルアロイング、(iii)異種化学結合を有する多元系の微細混合化を中心に、次年度の研究を進めていく考えである。

研究成果

• [文献書誌] T. Aizawa,O. Kobayashi,K.Tatsuzawa & J. Kihara: "Net-Shape Forming of Particlate materials by Pepeated MA-Forging" Proc. 1995 International Comference & Exhibition on Powder Metallurgy & Particalate Materials. 5-153-5167 (1995)
• [文献書誌] O.Kobayashi,T. Aizawa & J. Kihara: "Solid-Phase Non-equilibrium Processing of Nano-Crystal Materials" Proc. 4th Japan International SAMPE Symposium. 748-753 (1995)
• [文献書誌] 立沢清彦,木原諄二,相澤龍彦,小林修: "銅銀混合粉体の繰返しプレス過程における混合状態の変化" 伸銅技術研究会誌. 34. 67-70 (1995)
• [文献書誌] 相澤龍彦: "塑性変形・流動・破壊機構を利用した高速メカニカルアロイング" トラィボロジスト. 40. 47-52 (1995)
• [文献書誌] 相澤龍彦・木原諄二: "繰返し塑性流動・破壊メカニズムを利用した高速/大容量MA" 金属. 65. 1155-1161 (1995)
• [文献書誌] O.Kobayashi,T. Aizawa & J. Kihara: "Environmental effects on the grain boundary reaotivity of nanocvystallizid matirials by repeatid MA-forging" Abstracts of the 117th Meeting of JIM. 195- (1995)