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金属ガラス中の集団運動、パルス通電結晶化に関する研究

金属玻璃集体运动与脉冲电流结晶研究

基本信息

批准号：
16039207
负责人：
水林博
金额：
$ 3.84万
依托单位：
University of Tsukuba
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

项目摘要

ガラス形成能が高くバルク試料の作成が可能ないわゆるバルク金属ガラス(BMG)のZr_<60>Cu_<30>Al_<10>(a-ZCA)、Zr_<55>Cu_<30>Al_<10>Ni_5(a-ZCAN)および早い急冷速度を要するマージナル金属ガラス(MMG)のZr_<50>Cu_<50>(a-ZC)、Ti_<50>Cu_<50>(a-TC)について共鳴的パルス通電結晶化および弾性測定を進め以下の結果を得た。(1)共鳴的パルス通電では、単パルスで結晶化が進展する。(2)a-ZC、a-TCでは結晶化率が大きく、生成結晶粒径も大きい。a-ZCA、a-ZCANでは結晶化率、生成結晶粒径は小さいが、a-ZCAでは特定の時定数のパルス通電では結晶化率は大きくなる。(3)共鳴的パルス通電結晶化では生成したナノ結晶の結晶方位が揃っている。(4)10Hz〜10kHz域で動的弾性率は大きな低下を示す。その様相は、a-ZCA、a-ZCAN、a-ZC、a-TCで似ている。(4)は、原子の集団運動が共鳴的に励起され、その程度はBMGとMMGで似ていることを意味する。結晶相と比べてガラス相の弾性率は20-40%低いことはBMGとMMGで共通している。これらは、(1)のパルス通電で励起される原子の集団運動の様相はBMGとMMGで共通していることを示唆する。TTT図および(3)は、パルス通電による原子の集団運動励起により結晶相構造が実現することを示唆する。(2)から、2元素金属-金属系MMGのa-ZC、a-TCの非晶質構造と結晶相構造は近く、BMGでは元素数が増えるに従い非晶質構造と結晶相の構造との違いは大きくなると言える。逆に、元素数1の純金属の乱れた構造に関する知見を得る目的で、ナノ薄膜及びナノ結晶について力学物性を調べた。結晶粒界層は200Kから擬弾性が熱活性化されるがナノ構造は熱的に安定で、結晶と粒界の2相共存状態にあるように見える。この概念が金属ガラスへ適用できるか否かは今後の研究課題である。

Zr_ Cu_ Al_(a-ZCA), Zr_Cu_Al_Ni_5 (a-ZCAN), Zr_<60>Cu_<30>Al_<10>(a-ZCA), Zr_ Cu_ Al_ Ni_5(a-ZCAN)<55>, Zr_ Cu_<30>Al_<10>Ni_(a-ZCA), Zr_Cu_<50><50>(a-ZC), Ti_ Cu_(a-TC), Zr_ Cu_(a-ZC), Zr_ Cu_Al_(a-ZCA), Zr_Al_Al_Ni_(a-ZCAN), Zr<50>_Cu_Al<50>_ (1)Resonance of the current, single crystal crystallization progress. (2)a-ZC, a-TC a-ZCA and a-ZCAN have different crystallization rates and crystal grain sizes, and a-ZCA has different crystallization rates at different times. (3)The resonance of the crystal is caused by the crystallization of the crystal. (4) The dynamic response rate in the 10Hz ~ 10kHz domain is large and low.その様相は、a-ZCA、a-ZCAN、a-ZC、a-TCで似ている。(4)The excitation of atomic mass motion is similar to that of BMG and MMG. The crystalline phase ratio is 20-40% lower than that of MMG. However, the phenomenon of collective motion of atoms excited by energization in (1) is common to both BMG and MMG. TTT (3) (2)2-element metal-metal MMG a-ZC, a-TC amorphous structure and crystalline structure close to BMG element number increase For the purpose of understanding the structure of pure metals with the number of elements 1, thin films and crystals are used to adjust mechanical properties. The crystalline boundary layer is thermally active at 200K. The structure is thermally stable, and the crystalline boundary is in a two-phase blue-shift state. The concept of metal is applicable to future research.