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2009 年度 実績報告書

新機能Co基合金―その相安定性と工業材料への展開―

研究課題

研究課題/領域番号 19106012
研究機関東北大学

研究代表者

石田 清仁  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20151368)

研究分担者 大沼 郁雄  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20250714)
キーワード新機能材料 / 状態図 / 耐熱合金 / 磁気記録媒体 / 生体材料 / 熱力学データベース
研究概要

本研究では、Co基合金の熱力学・状態図データベース構築とそれに基づく耐熱材料・磁性材料・生体材料の開発を目的として行い、本年度の研究実績概要は以下の通りである。
Co基合金状態図データベースの構築のために、Co側からNi側までの広い組成範囲におけるCo-Al-W-Ni-Cr5元系状態図を実験的に決定した。さらに、γ/γ'組織の組成依存性を明らかにし、立方体状から球状までの形態変化が観察された。これは両相間の格子定数差で説明することができる。また、Co-Al-W系合金にBを添加することで粒界延性が改善されることがわかり、室温の破壊形態が粒界破壊から延性破壊へと変化することが確認できた。さらに、700℃以上の高温域において、B無添加材では延性が著しく低下する現象が見られたが、Bを添加することで十分な延性を確保できることも判明した。
磁気記録媒体として注目されるCo-W合金薄膜について磁気特性の評価を行ったところ、磁気異方性Kuは、磁気層膜厚の減少と伴に増加することがわかった。同じ膜厚で、K_uが磁気薄膜中のWの組成につれて変化し、Wの量が増えると伴に減少することもわかった。特に、膜厚10nm以下のCo_<100-x>W_x(x〓10at.%)薄膜に対して、4x10^6erg/cc以上の高いK_u値が得られた。
生体用ポーラス材料の研究としてCo-Al合金のγ/β層状組織に及ぼすNiの影響を調査した。Niは第2相体積分率を変化させ、結果としてポア形状が微細になることが分かった。また、Niは延性を向上させるのに有効であることが明らかになった。研磨条件を検討することで、2元系と同等レベルのポーラス層厚さを得ることができた。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (12件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Phase Stability of the L1_2 Compound and Microstructural Changes in Co-(W or Mo)-Ta Ternary Alloys2009

    • 著者名/発表者名
      H.Chinen, T.Omori, K.Oikawa, I.Ohnuma, R.Kainuma, K.Ishida
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings 1128

      ページ: U06-08

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intermetallic Compounds in Co-Base Alloys-Phase Stability and Application to Superalloys2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ishida
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings 1128

      ページ: U06-06

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic anisotropy of epitaxially grown Co and its alloy thin films2009

    • 著者名/発表者名
      J-J Wang, T.Sakurai, K.Oikawa K.Ishida, N.Kikuchi, S.Okamoto, H.Sato, T.Shimatsu, O.Kitakami
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 21

      ページ: 185008-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ductility enhancement by boron addition in Co-Al-W high-temperature alloys2009

    • 著者名/発表者名
      K.Shinagawa, T.Omori, K.Oikawa, R.Kainuma, K.Ishida
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 61

      ページ: 612-615

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress-assisted large magnetic-filed-induced strain in single-variant Co-Ni-Ga ferromagnetic shape memory alloy2009

    • 著者名/発表者名
      H.Morito, K.Oikawa, A.Fujita, K.Fukamichi, R.Kainuma, K.Ishida
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Condensed Matter 21

      ページ: 256002-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental investigation and thermodynamic calculation of the phase equilibria in the Co-Mo-W system2009

    • 著者名/発表者名
      C.P.Wang, J.Wang, S.H.Guo, X.J.Liu, I.Ohnuma, R.Kainuma, K.Ishida
    • 雑誌名

      Intermetallics 17

      ページ: 642-650

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Equilibria and Ternary Intermetallic Compound with L1_2 Structure in Co-W-Ga Syswtem2009

    • 著者名/発表者名
      H.Chinen, T.Omori, K.Oikawa, I.Ohnuma, R.Kainuma, K.Ishida
    • 雑誌名

      Journal of Phase Equilibria and Diffusion 30

      ページ: 587-594

    • 査読あり
  • [学会発表] Co_2(Ti1-xMnx)Z(Z=Al,Ga)ホイスラー合金の相安定性と磁気的性質2010

    • 著者名/発表者名
      大久保亮成、梅津理恵、長迫実、貝沼亮介、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-30
  • [学会発表] Co基ホイスラー合金のスピン波分散係数とキュリー温度2010

    • 著者名/発表者名
      梅津理恵、小林恒誠、藤田麻哉、貝沼亮介、鹿又武、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-30
  • [学会発表] 合金状態図と先端材料設計2010

    • 著者名/発表者名
      石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2010年春期大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2010-03-28
  • [学会発表] L1_2 Compound in Co-base Alloys(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      石田清仁
    • 学会等名
      Thermec 2009
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      20090825-20090829
  • [学会発表] Electronic Specific Heat Coefficient and Magnetic Properties of Co2Y Ga(Y=Cr, Mn and Fe)Heusler alloys2009

    • 著者名/発表者名
      Rie Y Umetsu, Naruki Endo, 藤田麻哉, 貝沼亮介, Akimasa Sakuma, Kazuaki Fukamichi, 石田清仁
    • 学会等名
      The International Conference on Magnetism-ICM 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      20090726-20090731
  • [学会発表] The International Conference on Magnetism -ICM 2009 Magnetic properties and phase stability of Co_2(Ti_<1-x>Mn_x)Ga Heusler alloys2009

    • 著者名/発表者名
      Akinari Okubo, 梅津理恵, 貝沼亮介, 石田清仁
    • 学会等名
      The International Conference on Magnetism-ICM 2009
    • 発表場所
      Karlsruhe, Germany
    • 年月日
      20090726-20090731
  • [学会発表] Co-base High Temperature Alloys2009

    • 著者名/発表者名
      石田清仁
    • 学会等名
      Materiais 2009
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      20090405-20090408
  • [学会発表] Co50-xNixMn25Al25ホイスラー合金の磁気的性質2009

    • 著者名/発表者名
      大久保亮成、許〓、伊東航、梅津理恵、貝沼亮介、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] Co2Fe(Z1-xSix)(Z=Al,Ga)ホイスラー合金の規則-不規則変態温度とキュリー温度2009

    • 著者名/発表者名
      梅津理恵、貝沼亮介、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-17
  • [学会発表] Co-Al二元系合金におけるβ相(B2構造)からの相変態2009

    • 著者名/発表者名
      新津甲大、大森俊洋、長迫実、及川勝成、貝沼亮介、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Co-Al-W合金の組織と機械的性質に与える微量元素(B,C,Zr,Hf)の影響2009

    • 著者名/発表者名
      柴入紘介、品川一矢、高久佳和、大森俊洋、及川勝成、大沼郁雄、貝沼亮介、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] Co-Al-W合金の高温強度特性に及ぼすB添加及びγ相体積分率変化の影響2009

    • 著者名/発表者名
      品川一矢、大森俊洋、及川勝成、大沼郁雄、貝沼亮介、石田清仁
    • 学会等名
      日本金属学会2009年秋期大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2009-09-15
  • [産業財産権] 摩擦攪拌用ツール2009

    • 発明者名
      朴勝煥、平野聡、今野晋也、佐藤順、佐藤裕、石田清仁、大森俊洋
    • 権利者名
      東北大学、(株)日立製作所
    • 産業財産権番号
      特許権、特願2009-215998
    • 出願年月日
      2009-09-17

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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