巨大ガラス形成能を有する合金液体の粘性測定と最適精密鋳造プロセス

具有巨大玻璃形成能力和最佳精密铸造工艺的合金液粘度测量

• 批准号: 15074219
• 负责人: 山崎 徹
• 金额: $ 33.92万
• 依托单位: University of Hyogo (2004-2007)Himeji Institute of Technology (2003)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15074219/
• 关键词: Zr-Cu-AI-Ni; 金属ガラス; 過冷却液体粘度; 圧子貫入法; 高速加熱; 構造緩和; 平衡液体粘度; Zr-Cu-Al-Ni; Zr-Cu-Al-Ni合金; 過冷却液体; 粘度測定; 貫入法; 結晶化開始温度; 液体粘性; 過剰自由体積; 合金液体粘性; 液体構造; Fe-Ni-B合金; La-Al-Ni合金

Zr-Cu-Al-Ni系金属ガラス合金は優れた機械的性質等を有することから,これら合金を平衡液体状態からの急冷することによる各種の精密金型成形部材の作製や,過冷却液体状態におけるナノ成形加工が試みられている。このため,平衡液体粘性および過冷却液体粘性の温度依存性を測定することが必要とされる。本研究では,Zr-Cu-Al-Ni系金属ガラス合金を用いて,過冷却液体状態における粘度の温度依存性を検討するとともに,静電浮遊型振動法を用いて平衡液体粘性を測定し,同金属ガラス合金の全温度範囲における粘度と温度との関係を求めた。Zr_<55>Cu_<35>Al_<10>Ni_5金属ガラスの過冷却液体領域における粘度の温度依存性を,圧子貫入法により測定したところ,加熱速度が20K/minから400K/minに上昇すると酸化の影響が減少し,粘度は大きく低下した。加熱速度が200K/minの条件で再現性の良い,ほぼ一定の値を得た。 Zr_<55>Cu_<35>Al_<10>Ni_5金属ガラスの平衡液体領域における粘度の温度依存性を,静電浮遊振動法により測定した。融点直上から,温度の上昇とともに粘度の大幅な低下が観察され,1600℃付近では,2×10^<-3>Pa・Sにまで低下し,粘度が低く流動性の高い液体となっていることが明らかである。Zr_<55>^Cu_<35>Al_10Ni_5^金属ガラスの過冷却液体の粘度と平衡液体の粘度を,Vogel Fulcher-Tammaim(VFT)の関係を用いて接続し,全温度範囲における粘度と温度との関係を示した。その結果,本合金の粘度の温度依存性は,比較的Strongな液体と言える。また,Zr-Cu-Al系合金において合金組成がZr-richの亜共晶側にずれると,破壊靭性値が改善され,過冷却液体の粘度の低下が認められ,過冷却液体粘度と機械的特性との相関性があることが示唆された。

The mechanical properties of Zr-Cu-Al-Ni based metal ガラス alloy は优れた を有することから, これら alloy をequilibrium liquid state からWe can produce various precision metal molding parts by rapid cooling, and we can produce and process various precision metal molding parts in a super-cooled liquid state.このため, balance liquid viscosity および supercooled liquid viscosity の temperature dependence を measurement することが necessary とされる. In this study, the use of Zr-Cu-Al-Ni based metal ガラス alloy is used, and the temperature dependence of the viscosity of the supercooled liquid state is used.に, the electrostatic flotation type vibration method is used to measure the viscosity of a balanced liquid, and the relationship between the viscosity and temperature of the metal ガラス alloy in the full temperature range is determined. Zr_<55>Cu_<35>Al_<10>Ni_5 metal ガラスのsupercooled liquid fieldにおけるtemperature dependence of viscosityを, pressure penetration methodにThe measurement method is high, the heating rate is 20K/min, the heating rate is 400K/min, the heating rate is high, the acidification effect is low, the viscosity is high, and the viscosity is low. The heating rate is 200K/min and the reproducibility is good, and the reproducibility is the same. Zr_<55>Cu_<35>Al_<10>Ni_5 metal ガラスのequilibrium liquid field における viscosity のtemperature dependence を, electrostatic floating vibration method により measurement した. The melting point is straight up, the temperature is rising, the viscosity is falling sharply, the temperature is close to 1600℃, 2×10 ^<-3>Pa・S has low viscosity and high fluidity, and is a liquid with low viscosity and high fluidity. Zr_<55>^Cu_<35>Al_10Ni_5^ metal ガラスの viscosity of supercooled liquid と viscosity of equilibrium liquid を, Vogel The relationship between Fulcher-Tammaim (VFT) and the relationship between viscosity and temperature in the full temperature range is shown. The results show the temperature dependence of the viscosity of this alloy and the comparison of the strong liquid properties.また, Zr-Cu-Al alloy において alloy composition がZr-rich の亜 eutectic side にずれると, fracture toughness が improvementされ, the viscosity of the supercooled liquid is lowered and the viscosity of the supercooled liquid is correlated with the mechanical properties of the supercooled liquid.

项目成果

Volume change in Zr50Cu40Al10 glassy alloys

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2006.08.320
• 发表时间: 2007-05
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: Y. Yokoyama;T. Yamasaki;P. Liaw;R. Buchanan;A. Inoue

T.Yamasaki, N.Yufune, H.Ushio, D.Okai, T.Fukami, H.M.Kimura, A.Inoue: "Viscosity measurements for Fe-Ni-B and Fe-Ni-Al-B liquid alloys by an oscillating crucible method"Materials Science & Engineering A. (in press). (2004)

T.Yamasaki、N.Yufune、H.Ushio、D.Okai、T.Fukami、H.M.Kimura、A.Inoue：“通过振荡坩埚测量 Fe-Ni-B 和 Fe-Ni-Al-B 液态合金的粘度

Viscosity Mesurements of Zr_55Cu_30Al_10Ni_5 Supercooled Liquid Alloy under High-speed Heating Conditions

高速加热条件下Zr_55Cu_30Al_10Ni_5过冷液态合金的粘度测量

• 发表时间: 2007
• 期刊: Materials Science Forum 539-543
• 作者: T.Yamasaki;S.Maeda;D.Okai;T.Fukami;Y.Yokoyama;N.Nishiyama;H.M.Kimura and A.Inoue
• 通讯作者: H.M.Kimura and A.Inoue

Structure Instability of Metallic Glass Zr5OCu4OAl10 in Low Temperature

金属玻璃Zr5OCu4OAl10低温结构不稳定性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Materials Science Forum 539-543
• 作者: T.Fukami;M.Fukatani;D.Okai;Y.Akeno;Y.Yokoyama;T.Yamasaki;A.Inoue
• 通讯作者: A.Inoue

「Zr-Cu-Al-NiおよびZr-Cu-Al-Pd系過冷却合金液体の粘度測定」

《Zr-Cu-Al-Ni和Zr-Cu-Al-Pd过冷合金液的粘度测量》

• 发表时间: 2007
• 作者: 山崎 徹;谷本陽佑;菊池丈幸;深見 武;横山嘉彦;木村久道;井上明久.
• 通讯作者: 井上明久.