2004 Fiscal Year Annual Research Report
高靭性・高疲労強度バルク金属ガラスの開発とその強化機構に関する研究
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14350063
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| Research Institution | Ube National College of Technology |
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Principal Investigator |
藤田 和孝 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10156862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幡中 憲治 宇部工業高等専門学校, 校長 (60026193)
久冨木 志郎 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (90321489)
山崎 徹 兵庫県立大学, 工学部, 助教授 (30137252)
横山 嘉彦 兵庫県立大学, 工学部, 講師 (00261511)
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| Keywords | バルク金属ガラス / アモルファス / マイクロ結晶 / ナノ結晶 / 破壊靱性 / 疲労 / 引張強さ / 塑性ひずみ |
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| Research Abstract |
粒径0.1〜10μmの球状結晶の分散した(Zr_<0.55>CU_<0.30>Al_<0.10>Ni_<0.05>)_<100-X>Ta_<X=0,2,3,5> at%からなる直径3,5mmのバルク金属ガラス(BMG)丸棒を鋳造法により作製し,圧縮試験を実施した.結晶粒径はTa量が増えるにつれて大きくなる傾向を示した.直径3mmでTa量を0,2,3,5 at%と増やした場合,圧縮強度は,Ta量が増えるにつれて低下したが,5 at%では逆に一挙に大きくなり0 at%の1.7GPaよりも大きい約2GPaを示した.この場合の結晶粒径は約10μmであった.直径5mmの場合には,中心付近で針状結晶が析出した組織となり,圧縮強度はTa量の増加とともに低下した.
粒径数十μmのbcc-Taデンデライト結晶の分散した(Cu_<0.60>Hf_<0.25>Ti_<0.15>)_<94>Ta_6 at%からなる直径2mmのBMG丸棒を鋳造法により作製し,引張試験を実施した.同試料は圧縮試験で塑性破断ひずみが34%と極めて大きな値を示すことが報告されているが,引張試験では塑性ひずみは観察できなかった.
粒径4nm程度のナノ結晶の分散したCu_<60>Zr_<30>Ti_<10> at%からなる直径2mmのBMG丸棒を鋳造法により作製し,片振り疲労寿命試験を実施した.その結果,耐久比(疲労限度/引張強さ(=2GPa))は0.24と大きな値を示した.この原因は,既に報告しているZr基ナノ結晶分散BMGの場合と同様,ナノ結晶がすべりの発生と成長を妨げたためと考えられる.
アモルファス度が高いと見られるZr_<55>Cu_<40>Ni_5 at%からなる厚さ3mmのBMG板材を傾角鋳造法により作製し,破壊靱性試験を実施した,その結果,破壊靭性値は53MPa・m^<1/2>を示した.これより,Zr基BMGはガラス単相と見られる場合においても実用上十分な破壊靭性を有していることが分かった.
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Research Products
(4 results)
