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2016 年度 実績報告書

混乱原理に基づく高エントロピー・バルク金属ガラスの創製、性状の解明と応用化

研究課題

研究課題/領域番号 24360284
研究機関東北大学

研究代表者

竹内 章  東北大学, 金属材料研究所, 特任教授 (40250815)

研究分担者 網谷 健児  東北大学, 金属材料研究所, 特任准教授 (30463798)
湯葢 邦夫  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00302208)
和田 武  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (10431602)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード高エントロピー合金 / バルク金属ガラス / 強磁性 / 面心立方構造 / 計算機科学 / 合金設計 / 定比化合物 / 等原子分率
研究実績の概要

二元系1:1定比化合物に対するペティフォーマップのL10構造に着目して、五元系等原子分率組成のMnFeNiCuPtおよびMnFeNiCuCo合金の高エントロピー合金(HEA)の生成を検証した。貴金属元素濃度が20at.%以下で、78元素から成る構成二元系等原子分率組成が可能な限り多くのL10構造を有する条件を課した計算機支援による合金設計によりMnFeNiCuPt合金を候補として選択した。第二候補として、PtをCoに置換したMnFeNiCuCoを選択した。X線回折およびEDS組成分析機能を有する走査電子顕微鏡観察により、MnFeNiCuPt およびMnFeNiCuCo鋳造材は約10μm幅のデンドライトを含む二相fcc構造のHEAを生成することが分かった。MnFeNiCuPt およびMnFeNiCuCo合金を1373Kで43.2ks熱処理した後水焼入れした合金は、それぞれ、fcc構造の単相および2相を呈した。また、熱処理後、炉冷却したMnFeNiCuPt およびMnFeNiCuCo合金は、L12規則相およびfcc2相構造となった。実験で得られたこれらの相は、部分的に、Thermo-Calc熱力学ソフトウェアの固溶体データベース(SSOL4およびSSOL5)で説明可能である。MnFeNiCuPt およびMnFeNiCuCo合金は、それぞれ、0.23および0.43Tの飽和磁化および約1 kA/mの保磁力を示す軟磁気特性を発現する。デジタル化結晶構造データに基づくHEAのための合金設計により新規HEAの発見が可能となった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] MnFeNiCuPt and MnFeNiCuCo high-entropy alloys designed based on L10 structure in Pettifor map for binary compounds2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takeuchi, T. Wada and Y. Zhang
    • 雑誌名

      Intermetallics

      巻: 82 ページ: 107-115

    • DOI

      10.1016/j.intermet.2016.12.002

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stress-Enhanced Transformations from Hypothetical B2 to Stable L10 and Amorphous to fcc Phases in Fe50Ni50 Binary Alloy by Molecular Dynamic Simulations2017

    • 著者名/発表者名
      A. Takeuchi, K. Takenaka, Y. Zhang, Y.C. Wang and A. Makino
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 58 ページ: 107-115

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2016162

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Recent progress in alloy designs for high-entropy crystalline and glassy alloys2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takeuchi
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy

      巻: 63 ページ: 209-216

    • DOI

      10.2497/jjspm.63.209

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-Entropy Alloys Including 3d, 4d and 5d Transition Metals from the Same Group in the Periodic Table2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takeuchi, K. Amiya, T. Wada and K. Yubuta
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 57 ページ: 1197-1201

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2016121

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Future Prospects of High-Entropy Alloys (HEAs) with Hexagonal Close-Packed, Glassy and Quasicrystalline Structures and Alloy Designs of HEAs Based on Empirical and Statistical Scheme2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takeuchi
    • 学会等名
      International Conference on High-Entropy Materials (ICHEM2016)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-06 – 2016-11-09
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Chapter 13, High-Entropy Metallic Glasses, in High-Entropy Alloys: Fundamentals and Applications2016

    • 著者名/発表者名
      A. Takeuchi, M.C. Gao, J.W. Qiao and M. Widom
    • 総ページ数
      (445-468)
    • 出版者
      Springer International Publishing, Switzerland

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公開日: 2018-01-16  

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