| 研究概要 |
マイクロマシン用材料としては,これまで主にシリコンが使われてきたが,金属材料を使用することによって,機械的強度に加えて,材料機能を利用した高機能・高性能マイクロマシン(MEMS)が実現できる.本研究では,種々のMEMSデバイスへの適用を想定し,弾性係数が小さな合金,耐食性に優れる合金,弾性係数および熱膨張係数の温度依存性がゼロ(アンバー,ヱリンバー特性)である合金などの材料データベースを作製すると共に,合金創製を行った.さて,金属ガラスはその構造がアモルファスであって,過冷却液体状態下で超塑性(粘性)を発現することから,低応力下でのナノ成形加工が可能であるところに特徴がある.しかし,変形中にアモルファス構造から結晶化することによって生じる材料特性の劣化と信頼性について検討する必要がある.そこで本研究では,過冷却液体状態下における結畠化過程を明らかにした.試料として,それぞれガラス遷移温度(Tg)の異なるPt基,Pd基,Au基金属ガラスを用い,示差走査熱量計(DSC)によりTTT曲線を求めた.一方,応力負荷下の結晶化過程については,当初,赤外線輻射加熱炉を用い,真空チャンバー内で試験片に急速加熱・恒温保持サイクルを与え,熱電対による熱分析,電気抵抗値測定により結晶化挙動を調べる計画であったが,箔試験片に点溶接された熱電対が変形中に不安定になることから,二色温度計による非接触温度計測法を用いることとし,これに伴って加熱方法も直接通電加熱法を採用した.また,通電電極をカンチレバー構造とすることにより,負荷応力を試験片に負荷することとした.通電電流と試験片の両端電圧から電気抵抗値変化を求め,熱分析曲線と併せて,TTT曲線が得られた.これらの結果を基に,次年度(最終年度)には,負荷応力下の結晶化の形態などより詳細な結晶化過程を明らかにする.
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