研究課題
本研究では、マイクロ部材用の超軽量・高強度・高触媒機能性等を有する新金属材料として、金属系ナノポーラスマテリアルの開発を目標としている。本研究で取り扱うNi-Wナノ結晶電析合金は、Ni含有量を増加させると、4000GPaに迫る超高引張強度を示しつつ、加工硬化を伴う塑性変形の発現を確認している。透過電子顕微鏡観察によると、W含有量が20at.%以上になると、ほぼ全面にアモルファス構造を示すが、Ni含有量の増加とともに、サブミクロンレベルの粒組織が見られるようになり、その界面部分は、厚さ20～30nm程度のNiが高濃度に偏析したナノ界面組織の形成が見られ、そのサブミクロン粒子内部は、数ナノメータサイズのナノ結晶粒子の集合体構造となるメゾスケールの網目状偏析構造が形成されることが明らかとなった。メゾスケール構造を有するNi-17at.%W合金試料を、硝酸を主な成分とした腐食液を用いて腐食試験したところ、直径10nm程度の超微細なピンホール状に腐食が進行した。このことから、酸性の腐食液では、Ni-rich領域が優先的にナノピット状に腐食したものと考えられた。一方、均一な組織を有するNi-20at.%W合金においては、同様の腐食条件では、腐食減量は計測することはできなかった。このような腐食挙動は、アルカリ性の腐食液を用いれば、逆にW-rich領域を腐食させることができると考えられることから、このNi-rich領域のメゾスケールの網目状偏析構造を意図的に残留させ、サブミクロン粒子内部をナノポーラス化することにより、超軽量、高強度、高延性材料の実現が可能であると考えられた。次年度は、これらの耐食性の差を利用してナノポーラス構造を有する超軽量合金の実現を目指す。
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新機能材料・金属ガラスの基礎と産業への応用, 第4章, 第2節 金属ガラス転移と過冷却液体状態, 金属ガラスの粘性(株式会社テクノシステム)
ページ: 97-103
