アモルファス合金の表面清浄・活性化インターコネクション

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650779
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 河村 能人 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30250814)
• 研究分担者: 増本 健 (財)電気磁気材料研究所, 所長 (20005854) ; 菊地 迪夫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30204837)
• キーワード: アモルファス合金 / 過冷却液体 / 金属ガラス / 接合 / イオンエッチング / 粘性流動 / ガラス遷移

研究概要

本年度は、まず、接合試験において重要となるアモルファス合金の熱的性質と機械的性質を調査した。Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15>アモルファス合金のガラス遷移温度と結晶化温度はそれぞれ652Kと757Kであり、Pd_<40>Ni_<40>P_<20>アモルファス合金のガラス遷移温度と結晶化温度はそれぞれ578Kと651Kであり、Pt_<40>Ni_<40>P_<30>アモルファス合金のガラス遷移温度と結晶化温度はそれぞれ500Kと563Kであった。さらに、これらのアモルファス合金の結晶化の時間-温度-遷移図(TTT図)を作製した。また、これらのアモルファス合金の流動応力の温度と歪み速度依存性を明らかにした。
さらに、金型鋳造法によるバルク状接合試験片の作製条件を確立した。その結果、Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15>、Pd_<40>Ni_<40>P_<20>とPt_<40>Ni_<40>P_<20>合金において、直径3mmのアモルファスバルク材を作製することができた。
また、インターコネクション装置を開発した。試作した装置のメインチャンバーは、ターボ分子ポンプとチタンゲッターポンプを組み合わせた真空排気装置により、1×10-9Torrの超高真空まで真空に引くことができる。2台のアルゴンイオン銃により、接合面をクリーニングすることができる。また、加熱装置により、773Kまで試料を加熱することができる。さらに、加圧装置により、最大5kNまで負荷でき、その時の試料の変形量を変位計を用いて測定することができる。さらに、残留ガスモニタ装置により、接合雰囲気を調査するととができる。真空中の残留ガスの殆どは、水分と水素であり、酸素はそれらより約3桁少ないことが明らかになった。
現在、Pt_<40>Ni_<40>P_<20>アモルファス合金を中心に接合試験を試みながらアルゴンイオンエッチングの条件や加熱条件などの接合条件を調査している段階であり、来年度から本格的に接合試験に取り掛かる予定である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Kawamura, T.Shibata and A.Inoue: "Deformation Behavior and Workability of Supercooled Liquid in Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15> Metallic Glass" Sci.Rep.RITU. A43. 107-113 (1997)
• [文献書誌] Y.Kawamura, T.Shibata, A.Inoue and T.Masumoto: "Superplastic Deformation of Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15> Metallic Glass" Scripta Metall.Mater.71. 779-781 (1997)
• [文献書誌] Y.Kawamura, T.Shibata, A.Inoue and T.Masumoto: "Workability of Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15> Bulk Metallic Glass at Supercooled Liquid" Acta Metall.Mater.46. 253-263 (1997)
• [文献書誌] Y.Kawamura, T.Shibata, A.Inoue and T.Masumoto: "Stress Overshool in Stress-Strain Curves of Zr_<65>Al_<10>Ni_<10>Cu_<15> Metallic Glass" Appl.Phys.Lett.37. 431-436 (1997)
• [文献書誌] Y.Kawamura, H.Kato, A.Inoue and T.Masumoto: "Fabrication of Bulk Amorphous Alloys by Powder Consolidation" Int.J.Powder Metallurgy. 33. 50-61 (1997)
• [文献書誌] A.Inoue, Y.Kawamura: "High Strain-Rate Superplasticity of Supercooled Liquid for Amorphous Alloys" Mater.Sci.Forum. 223/224. 147-154 (1997)