• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実績報告書

内在的ナノスケール不均質性に支配される金属ガラス力学特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360263
研究機関東北大学

研究代表者

加藤 秀実  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80323096)

研究分担者 和田 武  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (10431602)
市坪 哲  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40324826)
阿部 英司  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70354222)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード金属物性 / ガラス遷移 / 緩和 / クリープ回復
研究概要

アルファ緩和(Tg)および、sub-Tg緩和(遅いベータおよび速いベータ)等の動的緩和を示す貯蔵弾性率および損失弾性率の温度・周波数依存合成曲線から、コンプライアンスの温度・周波数依存性を導出したところ、これら3つの緩和分散に対応した3か所において傾きが変化していた。コンプライアンスをクリープ曲線を実測して導出することにより、これらの挙動が実際に生じていることを確認することに成功した。
また、応力熱処理試料の昇温クリープ回復挙動が、計算によって導出した動的損失コンプライアンスに、構造的不均質性(活性化エネルギーの分布)に基づく局所的クリープ変形の概念を導入することによって、定性・定量的に再現・説明できることを明らかにした。これより、遅いベータ緩和が大きく不均質性が顕著なPd基金属ガラスでは、応力熱処理によって大きな内部残留ひずみ(=回復ひずみ)が導入されるが、均質性の高いZr基金属ガラスでは、比較上、回復ひずみが小さいことが分かった。
また、大きく明瞭に分離した遅いベータ緩和を呈するPd基金属ガラスにArを照射した場合、ナノスケールの領域でこのArが球状に侵入凍結されるが、明瞭な遅いベータ緩和を呈さないZr基金属ガラスに同様のAr照射を行っても、Arが侵入凍結されないことが分かった。これは、Pd基金属ガラスには、結合の弱い領域が多く存在し、この部分においてArが侵入凍結できるが、Zr基はこの逆に結合の弱い領域が少ないために、Arが侵入凍結しなかったことを示唆しており、遅いベータ緩和が弱結合領域に起因して発生していることを裏付ける証拠であると言える。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Shear banding behavior and fracture mechanisms of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass in uniaxial compression analyzed using a digital image2013

    • 著者名/発表者名
      Joo, SH; Kato, H; Gangwar, K; Lee, S; Kim, HS
    • 雑誌名

      INTERMETALLICS

      巻: Vol.32 ページ: 21-29

    • DOI

      DOI:10.1016/j.intermet.2012.08.013.

  • [雑誌論文] Pd42.5Ni7.5Cu30P20 金属ガラスの動的緩和挙動2013

    • 著者名/発表者名
      加藤秀実
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 60 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Viscous flow of Cu55Zr30Ti10Co5 bulk metallic glass in glass-transition and semi-solid regions2013

    • 著者名/発表者名
      Ketov, SV; Inoue, A; Kato, H; Louzguine-Luzgin, DV
    • 雑誌名

      SCRIPTA MATERIALIA

      巻: 68 ページ: 219-222

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2012.10.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Correlation between the enhanced plasticity of glassy matrix composites and the intrinsic mechanical property of reinforcement2013

    • 著者名/発表者名
      Chu, ZH; Kato, H; Xie, GQ; Yuan, GY; Lu, C; Ding, WJ
    • 雑誌名

      MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING

      巻: 560 ページ: 40-46

    • DOI

      10.1016/j.msea.2012.08.118

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 金属ガラスの複雑緩和挙動と弾性不均質構造の相関関係に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      市坪 哲、 雪谷俊介、松原英一郎、加藤秀実
    • 雑誌名

      材料

      巻: 62 ページ: 167-171

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constitutive model for high temperature deformation behavior of Ti-Zr-Ni-Be bulk metallic glass in supercooled liquid region2012

    • 著者名/発表者名
      Jun, HJ; Lee, KS; Kato, H; Kim, HS; Chang, YW
    • 雑誌名

      COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE

      巻: Vol.61 ページ: 213-223

    • DOI

      DOI:10.1016/j.commatsci.2012.04.006.

  • [雑誌論文] The effect of nanoquasicrystals on mechanical properties of as-extruded Mg-Zn-Gd alloy2012

    • 著者名/発表者名
      Huang, H; Kato, H; Chen, CL; Wang, ZC; Yuan, GY
    • 雑誌名

      MATERIALS LETTERS

      巻: Vol.79 ページ: 281-283

  • [雑誌論文] Consolidation and mechanical properties of Cu46Zr42Al7Y5 metallic glass by spark plasma sintering2012

    • 著者名/発表者名
      Chu, ZH; Kato, H; Xie, GQ; Yuan, GY; Ding, WJ; Inoue, A
    • 雑誌名

      JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS

      巻: Vol.358 ページ: 1263-1267

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2012.02.027.

  • [雑誌論文] Enhance the thermal stability and glass forming ability of Al-based metallic glass by Ca minor-alloying2012

    • 著者名/発表者名
      Wang, JQ; Liu, YH; Imhoff, S; Chen, N; Louzguine-Luzgin, DV; Takeuchi, A; Chen, MW; Kato, H; Perepezko, JH; Inoue, A
    • 雑誌名

      INTERMETALLICS

      巻: 29 ページ: 35-40

    • DOI

      10.1016/j.intermet.2012.04.009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A partial structure factor investigation of the bulk metallic glass Zr63Ni25Al12 as studied by using a combination of anomalous X-ray scattering and reverse Monte Carlo modeling2012

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa, S; Berar, JF; Boudet, N; Kohara, S; Pilgrim, WC; Joester, M; Stellhorn, J; Zeidler, A; Maruyama, K; Nasu, T; Zhang, W; Kato, H
    • 雑誌名

      INTERNATIONAL JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH

      巻: 103 ページ: 1108-1112

    • DOI

      10.3139/146.110774

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between the Reinforcement Size and Mechanical Properties of Zr-Based Glassy Matrix Composites2012

    • 著者名/発表者名
      Chu, ZH; Kato, H; Wada, T; Xie, GQ; Yuan, GY; Ding, WJ
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 53 ページ: 879-884

    • DOI

      10.2320/matertrans.MF2011367

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of compressive deformation behavior of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass containing ZrC particles by synchrotron X-ray diffraction2012

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, H; Saida, J; Shobu, T; Katsuyama, J; Kato, H; Imafuku, M; Sato, S
    • 雑誌名

      SCRIPTA MATERIALIA

      巻: 66 ページ: 801-804

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2012.02.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural Relaxation, Glass Transition, Viscous Formability, and Crystallization of Zr-Cu-Based Bulk Metallic Glasses on Heating2012

    • 著者名/発表者名
      Louzguine-Luzgin, Dmitri V.; Seki, Ichiro; Wada, Takeshi; et al.
    • 雑誌名

      METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE

      巻: 43A ページ: 2642-2648

    • DOI

      10.1007/s11661-011-1005-4

    • 査読あり
  • [学会発表] PdNiCuP金属ガラスの動的緩和と擬弾性挙動2012

    • 著者名/発表者名
      加藤 秀実
    • 学会等名
      日本材料学会金属ガラス部門委員会
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20121217-20121217
  • [学会発表] 金属ガラスの動的緩和と擬弾性挙動2012

    • 著者名/発表者名
      加藤 秀実
    • 学会等名
      (社)粉体粉末冶金協会平成24年度秋季大会
    • 発表場所
      草津市
    • 年月日
      20121120-20121122
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic Study of Primary and Secondary Relaxations in Pd-Ni-Cu-P Glass2012

    • 著者名/発表者名
      H. Kato, H, Wang, T. Ichitsubo
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Society - International Conference in Asia 2012
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      20120826-20120831

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi