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

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360263
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属物性
• 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, 大学院・工学研究科, 准教授 (40324826) ; 阿部 英司 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (70354222)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 金属ガラス / 緩和 / ガラス遷移 / 内部摩擦 / 力学物性

研究概要

金属ガラスにおけるフラジリティー(粘性率の温度依存性)、遅いβ緩和とナノスケール不均質性について強い相関関係が生じている事実をPd基およびZr基金属ガラスを用いて明らかにした。また、低加速電圧のArイオン照射によって、金属ガラス内の弱結合(低密度領域)にArが凍結されることがHAADF-STEM観察より明らかにされた。このAr凍結組織を解析することにより、金属ガラス内のナノスケール不均質性を把握できることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Pd_<42.5>Ni_<7.5>Cu_<30>P_<20>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: (印刷中)
• [雑誌論文] Louzguine-Luzgin, DV, Viscous flow of Cu55Zr30Ti10Co5 bulk metallic glass in glass-transition and semi-solid regions (2013)
  • 著者名/発表者名: Ketov, SV; Inoue, A; Kato, H
  • 雑誌名: SCRIPTA MATERIALIA 巻: Vol.68 ページ: 219-222
  • DOI: DOI:10.1016/j.scriptamat.2012.10.037.
• [雑誌論文] Correlation between the enhanced plasticity of glassy matrix composites and the intrinsic mechanical property of reinforcement (2013)
  • 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 ENGINEERINGA-STRUCTURAL MATERIALS PROPERTIES MICROSTRUCTURE AND PROCESSING 巻: Vol.560 ページ: 40-46
  • DOI: DOI:10.1016/j.msea.2012.08.118.
• [雑誌論文] Shear banding behavior and fracture mechanisms of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass in uniaxial compression analyzed using a digital image (2013)
  • 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] 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巻 ページ: 167-171
• [雑誌論文] A, Enhance the thermal stability and glass forming ability of Al-based metallic glass by Caminor-alloying (2012)
  • 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
  • 雑誌名: INTERMETALLICS 巻: Vol.29 ページ: 35-40
  • DOI: DOI:10.1016/j.intermet.2012.04.009.
• [雑誌論文] A partial structure factor investigation of thebulk metallic glass Zr63Ni25Al12 as studied by using a combination of anomalous X-ray scattering and reverse Monte Carlo modeling (2012)
  • 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: Vol.103 ページ: 1108-1112
  • DOI: DOI:10.3139/146.110774.
• [雑誌論文] Constitutive model for high temperature deformation behavior of Ti-Zr-Ni-Be bulk metallic glass in supercooled liquid region (2012)
  • 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 alloy (2012)
  • 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 sintering (2012)
  • 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] Relationshipbetween the Reinforcement Size and Mechanical Properties of Zr-Based Glassy Matrix Composites (2012)
  • 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: Vol.53 ページ: 879-884
  • DOI: DOI:10.2320/matertrans.MF2011367.
• [雑誌論文] Evaluation of compressivedeformation behavior of Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass containing ZrC particles by synchrotron X-ray diffraction (2012)
  • 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: Vol.66 ページ: 801-804
  • DOI: DOI:10.1016/j.scriptamat.2012.02.016.
• [雑誌論文] Structural Relaxation, Glass Transition, Viscous Formability, and Crystallization of Zr-Cu-Based Bulk Metallic Glasses on Heating (2012)
  • 著者名/発表者名: Louzguine-Luzgin, Dmitri V.; Seki, I.; Wada, T, et al
  • 雑誌名: METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE 巻: Vol.43A ページ: 2642-2648
  • DOI: DOI:10.1007/s11661-011-1005-4.
• [雑誌論文] Improved plasticity ofiron-based high-strength bulk metallic glasses by copper-induced nanocrystallization (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Li, H. Kato, K. Yubuta, A. Makino, A. Inoue
  • 雑誌名: J. Noncryst. Solids 巻: Vol.357 ページ: 3002-3005
  • DOI: DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2011.04.004
• [雑誌論文] Mo microalloying effect on the glass-forming ability, magnetic, mechanical and corrosion propertiesof (Fe_<0.76>Si_<0.096>B_<0.084>P_<0.06>)_<100-x>Mo_x bulk glassy alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Li, C. Qin, H. Kato, A. Makino, A.Inoue
  • 雑誌名: J. Alloys and Compounds 巻: Vol.509 ページ: 7688-7691
  • DOI: DOI:10.1016/j.jallcom.2011.04.081.
• [雑誌論文] Fe_<76>Si_<9.6>B_<8.4>P6 glassy powder soft-magnetic cores with low are loss prepared by spark-plasma sintering (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Li, A. Makino, H. Kato, A. Inoue, K. Yubuta
  • 雑誌名: Mater. Sci Eng A 巻: Vol.176 ページ: 1247-1250
  • DOI: DOI:10.1016/j.mseb.2011.06.017.
• [雑誌論文] Cooling Process and Cast Structure of Zr-Al-Ni-Cu Based Bulk Metallic Glasses Produced in Various Atmospheres (2011)
  • 著者名/発表者名: J. Saida, AD. Setyawan, H. Kato, A.Inoue
  • 雑誌名: Metall. and Mater. Trans. A-Phys. Metall. and Mater. Sci 巻: Vol.42A ページ: 1450-1455
  • DOI: DOI:10.1007/s11661-010-0444-7
• [雑誌論文] Thermodynamic approach toglass-forming ability ofwater-quenched Pd-P-based and Pd60Ni15P25 bulk metallic glasses (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Haruyama, T. Watanabe, K. Yuki, M.Horiuchi, H. Kato, N. Nishiyama
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.83 ページ: 064201(1-9)
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.83.064201.
• [雑誌論文] AQR. Baron, Static heterogeneity in metallic glasses and its correlation to physical properties (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ichitsubo, H. Kato, E. Matsubara, S. Biwa, S. Hosokawa, K. Matsuda, H.Uchiyama
  • 雑誌名: J. Noncryst. Solids 巻: Vol.357 ページ: 494-500
  • DOI: DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2010.06.056.
• [雑誌論文] Creep Deformation Behavior at Temperature Less than Glass Transition Temperature in Zr-Based Bulk Metallic Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Fujita, Y. Kawamura, S. Kimura, H.Tokunaga, Y. Yokoyama, H. Kato, A. Inoue
  • 雑誌名: J. Japan Inst. Met 巻: Vol.74 ページ: 614-621
  • DOI: DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2010.06.056.
• [雑誌論文] Static heterogeneity in metallic glasses and its correlation to physical properties (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ichitsubo, H. Kato, et al
  • 雑誌名: Journal ofNon-Crystalline Solids 巻: Vol.357 ページ: 494-500
  • DOI: DOI:10.1016/j.jnoncrysol.2010.06.056.
• [雑誌論文] Elastic inhomogeneity and acoustic phonons in Pd-, Pt-, and Zr-based metallic glasses (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ichitsubo, H. Kato, et al
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.81 ページ: 172201
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevB.81.172201.
• [雑誌論文] Deformation-induced structural transformation leading to compressive plasticity in Zr_<65>A_<l7.5>Ni_<10>Cu_<12.5>M_5 (M= Nb, Pd) glassy alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: AD. Setyawan, J. Saida, H. Kato, M.Matsushita, A. Inoue
  • 雑誌名: J. Mat. Res 巻: Vol.25 ページ: 149-1158
  • DOI: DOI:10.1557/JMR.2010.0153.
• [雑誌論文] Atomic-Scale Characterization of Elastic Deformation of Zr-Based Metallic Glass under Tensile Stress (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Sato. H. Suzuki, T. Shobu, M.Imafuku, Y. Tsuchiya, K. Wagatsuma, H. Kato, AD. Setyawan, J. Saida
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: Vol.51 ページ: 1381-1385
  • DOI: DOI:10.2320/matertrans.M2010052.
• [学会発表] Dynamic Study of Primary and Secondary Relaxations in Pd-Ni-Cu-P Glass, International Union of Materials Research Society ? (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kato
  • 学会等名: International Conference in Asia
  • 発表場所: 釜山(韓国)
  • 年月日: 20120826-31
• [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
  • 年月日: 2012-12-17
• [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(招待講演)
  • 発表場所: 草津市
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] 金属ガラスの緩和現象 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤秀実
  • 学会等名: 第15回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: 2011-11-29
• [学会発表] TEM/STEM直接観察によるPd基金属ガラスの局所構造解析III (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮内達矢阿部英司加藤秀実
  • 学会等名: 日本金属学会2011年秋期講演(149)大会
  • 発表場所: 沖縄市
  • 年月日: 2011-11-07
• [学会発表] Strain Recovery and Structural Inhomogeneity in Metallic Glass (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, H. Kato, A. Inoue
  • 学会等名: IUMRS-ICA2011
  • 発表場所: Taipei (Taiwan)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Anisothermal Creep Recovery Indicating the Structural Inhomogeneity and RelaxationDistribution (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Wang, H. Kato, A. Inoue
  • 学会等名: The 14^<th> International Conference on Rapidly Quenched and Metastable Materials (RQ14)
  • 発表場所: Salvador(Brazil)
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] A Novel Processing Method for Bulk Metallic Glass Composite (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Oka, T. Wada, H. Kato, A. Inoue
  • 学会等名: International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Quebec (Canada)
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] A Novel Preparation Method for Mg-based BMG Matrix Compposite with the In-Situ Ti Dispersoids (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Oka T. Wada, H. Kato, et al
  • 学会等名: TMS 2011
  • 発表場所: San Diego (U.S.A)
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] Novel Preparation Method for Mg-based BMG Matrix Compposite with the In-Situ Ti Dispersoids (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Oka T. Wada, H. Kato, et al
  • 学会等名: MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Boston (USA)
  • 年月日: 2010-12-03