| 研究課題/領域番号 |
20226013
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
井上 明久 東北大学, 総長 (10108566)
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| 研究分担者 |
CHEN Mingwei 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (20372310)
竹内 章 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (40250815)
張 偉 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20400400)
LOUZGUINE D.V. 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 教授 (60302212)
加藤 秀実 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80323096)
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| キーワード | バルク金属ガラス / 水焼入れ法 / 機械的性質 / 降伏現象 / 生距離秩序 / 分子動力学シミュレーション / パーコレーション / クラスター充填構造 |
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| 研究概要 |
研究初年度にあたり、Zr基、Pd基、Pt基、Mg基、La基、Fe基、Co基、Ni基およびCu基にわたる幅広いつを合金系に対して、センチメートル級バルク金属ガラスに関する基礎的研究および応用化の現状をまとめるとともに、理論的および実験結果に基づくバルク金属ガラスの機械的性質の制御の重要性を指摘した。センチメートル級大型バルク金属ガラスとして、新規Cu-Zr-Ag-Al系が水焼入れ法により直径20mmのバルク合金として作製できることを見出した。さらに、新規Ni渋Ta系バルク金属ガラスの作製に成功するとともに、二相ガラス遷移的相変態と軟磁気特性をもつFe基ガラス合金を見出した。バルク金属ガラスの示す諸特性の中で重要な機械的性質として、Zr-Al-Ni-Cuガラス合金の降伏現象の温度依存性を調査した結果、普遍的な臨界歪値が0.020であることを多くの金属ガラスで見出した。バルク金属ガラスを含む非平衡合金として、アーク溶解法による母合金作製により直径30mm高さ10mm寸法の高強度Ti基合金を新規に開発した。Cu_<60>Zr_<30>Ti_<10>バルク金属ガラスの中距離秩序の研究を行った。シンクロトロン放射光を含むX線回折による動径分布関数解析および透過電顕観察から、この合金の中距離秩序は2ナノメートルを保持していることを明らかにした。この中距離秩序の存在がCu-Zr-Ag-Alにおいてセンチメートル級バルク金属ガラスを作製することができる要因であると考えられる。Zr-Al渋Ni系およびCu-Mg系に対して、柔粘性結晶モデルに基づく分子動力学シミュレーションを実行するとともに、バルク金属ガラスの合金組成に対して、黄金分割による数値解析を行った。Cu-Zr二元系バルク金属ガラスの局所原子構造の中距離秩序は、20面体および四面体の二種類クラスターが数密度として73対27で混合した臨界パーコレーション状態のクラスター稿密構造であることを示した。
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