金属ガラスにおけるき裂先端近傍での降伏と塑性変形挙動

金属玻璃裂纹尖端附近的屈服和塑性变形行为

• 批准号: 16039205
• 负责人: 吉見 享祐
• 金额: $ 3.71万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16039205/
• 关键词: Zr系金属ガラス; 共焦点顕微鏡; 粘性流動; 破壊; 引張伸び; せん断帯; 微小領域X線回折

本研究では、引張もしくは曲げ破断した金属ガラス中のき裂進展に伴うき裂先端部での塑性歪みを観察し、き裂先端での歪み場、応力場解析を行うことによって金属ガラスの降伏応力を見積もる一方、透過型電子顕微鏡やX線回折法によってき裂先端での構造変化、変形によって導入された欠陥やナノ結晶の調査を行い、金属ガラス中のき裂伝播ならびに塑性変形機構を検討することを目的としている。平成17年度では、近年、室温で巨大な圧縮変形能を示すことが見出されたZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスと、比較材としてZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Cu_<17.5>金属ガラスの室温での引張変形挙動を調査し、破断面および破断部周辺の試料表面の形態を走査型電子顕微鏡、共焦点顕微鏡によって観察した。その結果、引張変形挙動ならびに破断挙動は両者ともほぼ同じであったが、Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスの方がわずかに塑性伸びを示した。平成16年度の研究で見出された、破断部の試料表面に発生するViscous Flow Depression (VFD) Zonesについては、走査型電子顕微鏡による観察でもZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスでは明瞭に観察することができたが、Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Cu_<17.5>金属ガラスではその発生が確認されなかった。このことが、Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスのわずかな塑性伸びに影響を及ぼしているものと考察された。共焦点顕微鏡によるVFD Zones周辺ならびにShear Bandsの表面凹凸の観察では、Shear Bands部ではViscous Flowの発生は確認されなかった。したがって、Shear Bands発生による試料表面での表面張力ではなく、き裂が試料表面で発生する際のき裂面に対する垂直応力がVFDを誘起するメカニズムであると考察された。このき裂面に対する垂直応力の効果は、これまで金属ガラスの破断で頻繁に観察されている、き裂面が最大せん断応力面からある角度分だけずれる挙動の破壊メカニズムと考えられている。そこで、本研究の成果も考慮すると、金属ガラスの破断挙動には、き裂面に作用する垂直応力が重要な役割を果たしているものと考察された。

This study で は, extension and も し く は qu げ breaking し た metal ガ ラ ス in の き crack develops に う き crack apex of で の plastic slanting み を 観 し, き crack apex で の slanting み field, 応 line field analytical を う こ と に よ っ て metal ガ ラ ス の subjugate 応 force を see product も る side, through electronic 顕 や X-ray micro mirror back to Mr. に よ っ て き crack apex で の structural variations, variations Shape に よ っ て import さ れ た owe 陥 や ナ ノ crystallization の survey line を い, metal ガ ラ ス in の き crack 伝 sowing な ら び に plastic - shape institutions を beg す 検 る こ と を purpose と し て い る. Pp.47-53 17 year で は, in recent years, room temperature で huge な 圧 can shrink - shaped を shown す こ と が shows さ れ た Zr_ < 65 > Al_ < 7.5 > Ni_ < > 10 Pd_ < 17.5 > metal ガ ラ ス と, compare と し て Zr_ < 65 > Al_ < 7.5 > Ni_ < > 10 Cu_ < 17.5 > metal ガ ラ ス の room-temperature で の lead Zhang - shaped 挙 し を investigation, broken section お よ び breakage of weeks 辺 の の sample surface morphology を walkthrough type electronic 顕 micromirror, total focus 顕 micromirror に よ っ て 観 examine し た. そ の result, extension and variations 挙 な ら び に breaking 挙 dynamic は struck the と も ほ ぼ with じ で あ っ た が, Zr_ < 65 > Al_ < 7.5 > Ni_ < > 10 Pd_ < 17.5 > metal ガ ラ ス の party が わ ず か に plastic stretch び を shown し た. The <s:1> study in Heisei 16 revealed that された and に Flow Depression (VFD) occurred on the surface of the <s:1> sample at the broken part. Zones に つ い て は, walkthrough type electronic 顕 micromirror に よ る 観 examine で も Zr_ < 65 > Al_ < 7.5 > Ni_ < > 10 Pd_ < 17.5 > metal ガ ラ ス で は clear に 観 examine す る こ と が で き た が, Zr_ < 65 > Al_ < 7.5 > Ni_ < > 10 Cu_ < 17.5 > metal ガ ラ ス で は そ の 発 Student が confirms されな った. こ の こ と が, Zr_ < 65 > Al_ < 7.5 > Ni_ < > 10 Pd_ < 17.5 > metal ガ ラ ス の わ ず か な plastic stretch び に influence を and ぼ し て い る も の と investigation さ れ た. Total focus 顕 micromirror に よ る VFDS Zones weeks 辺 な ら び に Shear Bands の surface concave and convex の 観 examine で は, Shear Bands of で は Viscous Flow の 発 raw は confirm さ れ な か っ た. し た が っ て, Shear Bands 発 raw に よ る sample surface で の surface tension で は な く, き が sample surface で 発 raw す る interstate の き surface に す seaborne る 応 vertical force が VFDS を induced す る メ カ ニ ズ ム で あ る と investigation さ れ た. こ の き surface に す seaborne る 応 vertical force の unseen fruit は, こ れ ま で metal ガ ラ ス の breaking で frequent に 観 examine さ れ て い る, き crack surface が biggest せ ん break 応 force surface か ら あ る Angle points だ け ず れ る 挙 dynamic の broken 壊 メ カ ニ ズ ム と exam え ら れ て い る. の そ こ で, this research も consider す る と, metal ガ ラ ス の breaking 挙 dynamic に は, き crack surface に す る 応 vertical cutting force が important な service を fruit た し て い る も の と investigation さ れ た.

项目成果

ナノコンポジットマテリアル

纳米复合材料

• 发表时间: 2005
• 作者: J.Linden;P.Karen;J.Nakamura;M.Karppinen;H.Yamauchi;高原 淳
• 通讯作者: 高原 淳

Tensile and Fracture Behavior of Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5> Bulk Metallic Glass

Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>块状金属玻璃的拉伸和断裂行为

• 发表时间: 2005
• 期刊: Materials Transactions 46・12
• 作者: Kyosuke Yoshimi

ナノマテリアル工学大系 第2巻 ナノ金属

纳米材料工程系列第 2 卷纳米金属

• 发表时间: 2006
• 作者: 安保正一;松岡雅也;竹内雅人
• 通讯作者: 竹内雅人