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金属ガラスのバルク化プロセスと多機能最適化プロセス

金属玻璃膨化工艺及多功能优化工艺

基本信息

批准号：
15074202
负责人：
木村久道
金额：
$ 37.12万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

1)本開発した高耐食性を示すNi-Cr-P-B系金属ガラス薄帯を使用してセパレータを作製し、燃料電池単セルに組み込んで発電試験を行った結果、ステンレスSUS316材セパレータよりも高い出力密度が得られることを見出した。2)Zr-Cu-Al三元系合金急冷材中の析出相は、金属ガラス形成組成域よりも低Al濃度側ではZr_2CuあるいはZrCuの金属間化合物が析出、高Al濃度側では未知の結晶相(Zr_5Al_4相あるいはZr_4Al_3相と類似の長周期構造を有する)が析出することを見出した。3)Cu-Zr-Al-Ag金属ガラスの室温〜液体窒素温度までの圧縮試験の結果、試験温度が低下するにつれてヤング率、最大圧縮応力、塑性伸びが大きくなること、およびシアバンドの相対的な量が増加することを見出した。4)バルク金属ガラスの微結晶複合化過程をレーザ照射によって明らかにすると共に特性評価を行い、結晶相の溶融再冷却では、結晶成長速度の遅さが金属ガラス形性能を大きく支配していること、摩擦摩耗特性の評価では、結晶金属と金属ガラスの摩耗特性が異なることを見出した。5)イオン注入による金属ガラス化、窒化、ポーラス化など改質層の形成過程を調査し、それら弾性率が0.5〜1.5倍にコントロールできることを明らかにした。熱処理を必要としない本プロセスが、金属ガラスの表面改質に非常に有効であることを見出した。6)Cu-Zr系複合ターゲットを用いてスパッタ過程での薄膜の結晶化挙動に及ぼす配合組成とスパッタ雰囲気の影響を調べ、Cu比率が35〜80%の比較的広範囲で非晶質構造が形成でき、スパッタガスとして10〜30%の水素を混合することで更に非晶質化が進行できることを明らかにした。上述したように、高機能特性持ったNi基金属ガラスの開発、Zr-Cu-Al三元系合金急冷材の析出相、および表面層をガラス化し、その物性を明らかにすることなどができ、金属ガラスの応用に際して必要である貴重な基礎的知見が得られた。

1) This development shows that Ni-Cr-P-B based metals have high corrosion resistance and can be used for fuel cell assembly. The results of electrical test show that SUS316 materials have high corrosion resistance and high output density. 2) The precipitation phase in the quenched Zr-Cu-Al ternary alloy is composed of intermetallic compounds of Zr_2Cu and Zr_4Al_3. The precipitation phase is unknown on the side of low Al concentration. 3)Cu-Zr-Al-Ag metal temperature from room temperature to liquid temperature of the compression test results, test temperature is reduced, the ratio, the maximum compression force, plastic elongation is increased, and the amount of the phase is increased. 4) Microcrystalline recombination process of crystalline metal, irradiation, melting and cooling of crystalline phase, crystallization growth rate, shape and properties of crystalline metal, evaluation of friction and wear characteristics, and differences in friction and wear characteristics of crystalline metal and metal are revealed. 5) Investigation on the formation process of metal impurity, impurity, impurity and modified layer in the process of metal impurity implantation, and the increase of the impurity ratio to 0.5 ~ 1.5 times. Heat treatment is necessary for the surface modification of metals. 6)Cu-Zr-based composite films are used in the crystallization process, and the effects of the composition and composition of the films are adjusted. The Cu ratio is 35 ~ 80%, and the amorphous structure is formed. The amorphous structure is mixed with 10 ~ 30% water. The development of Ni-based metals with high functional properties, precipitation phase of Zr-Cu-Al ternary alloy quenched materials, surface layer transformation, and physical properties have been recognized as valuable basic knowledge for the application of metals.