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2012 年度 実施状況報告書

マイクロSHSによるレアメタルフリー耐熱高強度マグネシウム合金の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24656432
研究機関宇都宮大学

研究代表者

山本 篤史郎  宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40334049)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2013-03-31
キーワード自己伝播高温合成
研究概要

Mg-5at%Al合金,Mg-10at%Al,Mg-15at%Al合金のインゴット材を高周波誘導加熱装置を用いて作製し,その組織を走査電子顕微鏡で観察したところ,Mg-Al二元系状態図に従ってMg相とMg17Al12相からなる共晶組織を形成していた.このインゴットを厚さ1mmの板状に切断した.切断したMg-Al合金板材のうち2枚を選択し,その間にNi粉末を配置し,まずは大気中で750℃で溶解したところ,大気中の酸素とMg-Al合金が反応してしまった.
そこで,Mg-15at%Al合金中のMgと大気を遮断して加熱できるように,Mg-Al合金の外側をNi電解めっきにより被覆する試みを行った.Ni電解めっき液は水175mlに,硫酸ニッケル六水和物26.2g,塩化アンモニウム2.62g,ホウ酸2.62gを加えて作製し,pHは4.35であった.電解めっきは室温,2.3Vで60分間行った.すると,電解めっき中にMg-15at%Al合金中のMg相が溶解したため,Mg-15at%Al合金をNiめっきで被覆できなかった.
次に,電解めっきではなく,無電解めっきによりNi被覆を施すことにした.Ni無電解めっき液は水150mlにクエン酸三ナトリウム2.28g,塩化アンモニウム7g,硫酸ニッケル六水和物6.79g,ホスフィン酸ナトリウム6.79gを加えて作製し,さらに粒状の水酸化カリウムを加えてpHを9.5とした.めっき条件は,50℃で100分ほど保持した.電解めっき同様,無電解めっき中にMg-15at%Al合金中のMg相が溶解したため,Mg-15at%Al合金をNiめっきで被覆できなかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

Mg合金の耐酸化性の低さから,計画に必要なMg-Al合金とNiの複合化が遅れている.今後は,真空蒸着によりNiでMg-Al合金表面をするので,Mgの耐酸化性の低さは問題にならないと考えられる.また,Mg-Al合金板材にNi粉末を分散させる実験を,不活性ガス雰囲気中にて再度試みる.

今後の研究の推進方策

現在,Mg-Al合金表面を真空蒸着によりNiで被覆して実験を行っている.Niで被覆したMg-Al合金を大気中で加熱する.場合によっては,不活性ガス雰囲気中で加熱する.
また,Mg-Al合金板材にNi粉末を分散させる実験を,不活性ガス雰囲気中にて再度試みる.こちらの試料は鍛造・圧延を行う.
いずれの試料についても走査電子顕微鏡あるいは透過電子顕微鏡で組織観察を行い,ビッカース硬度測定を行う.

次年度の研究費の使用計画

Mg-Al合金の作製,Ni蒸着に必要な消耗品を購入する.昨年度までに得られた実験結果について,投稿論文ならびに国際会議で発表する.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Pd-based metallic glass with a low glass transition temperature2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, K. Hayashi, I. Seki, K. Suzuki and M. Ito
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 359 ページ: 46-50

  • [雑誌論文] Effect of Al addition on superelastic properties of aged Ti-Nb-Zr-Al quaternary alloys2012

    • 著者名/発表者名
      H. Tada, T. Yamamoto, X. Wang, and H. Kato
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 53 ページ: 1981-1985

  • [雑誌論文] Structural relaxation and crystallization processes in Cu55Hf25Ti15Pd5 metallic glassy alloy2012

    • 著者名/発表者名
      D. V. Louzguine-Luzgin, I. Seki, T. Yamamoto, H. Kawaji, C. Suryanarayana, A. Inoue
    • 雑誌名

      Intermetallics

      巻: 23 ページ: 177-181

    • DOI

      10.1016/j.intermet.2011.11.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Radial and longitudinal variations in the Young's modulus of a Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass rod2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto, H. Kimura, A. Inoue
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 534 ページ: 459-464

    • DOI

      10.1016/j.msea.2011.11.094

    • 査読あり
  • [学会発表] マイクロSHSによるAl合金複合材料の組織形成

    • 著者名/発表者名
      山本篤史郎
    • 学会等名
      軽金属学会
    • 発表場所
      千葉工業大学
  • [学会発表] Novel preparation of Al alloy composites without heat treatment

    • 著者名/発表者名
      Tokujiro Yamamoto
    • 学会等名
      EMN Fall Meeting
    • 発表場所
      米国ラスベガス
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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