权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

過冷却液体領域における超音波振動下での金属ガラスの相安定性と構造変化

过冷液体区超声振动下金属玻璃的相稳定性及结构变化

基本信息

批准号：
16039212
负责人：
垂水竜一
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Osaka 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

项目摘要

本研究では、力学的な視点から金属ガラスのガラス転移現象の理解に資する知見を得ることを目的とし、実験、理論解析および分子動力学法によるシミュレーションを行った。実験では、電磁超音波共鳴法を用いて、低温域(約5K)から結晶化温度を超える高温域において、Cu基バルク金属ガラス(Cu_<60>Zr_<30>Ti_<10>,Cu_<60>Hf_<25>Ti_<15>)に対する弾性定数の精密計測を行った。低温計測の結果、いずれの金属ガラスにおいてもG/B(剛性率/体積弾性率)比は結晶と比較して顕著に小さく、またせん断モードフォノンの振動数も相対的に低いという傾向を得た。一方、高温計測の結果、加熱に伴う構造緩和によって弾性率はいずれもわずかに上昇するものの、その後のガラス転移温度近傍において急速な減少が認められた。この際、剛性率の減少は特に顕著であり、この傾向は、ガラス転移現象が本質的に固体→液体(過冷却液体)への相転移であるという一般的な理解と一致する。熱力学、およびマイクロメカニクス(微視力学)を用いた理論解析の結果、金属ガラス内の弾性的結合力のゆらぎを考慮することで、上記の低温および高温域における異常な弾性特性を定量的に説明できることを明らかとした。したがって、金属ガラスに生じるガラス転移現象は、弾性的結合力の弱い領域が優先的かつ局所的な融解現象として理解され、その性質は熱弾性型相転移に類似すると考えられる。また、上記の研究と平行して、Cu単成分系金属ガラスに対する分子動力学シミュレーションを行った。得られた結果についてボロノイ多面体解析を行った結果、ガラス内部には弾性的な結合力のゆらぎが存在し、また弱結合領域は互いに隣接する傾向にあることを見出した。この結果は、上記の実験・理論解析の結果と定性的に一致している。

This study aims to provide information on the understanding of metal transition phenomena from mechanical viewpoint to theoretical analysis and molecular dynamics method. In fact, the electromagnetic ultrasonic resonance method is used in the low temperature range (about 5K), crystallization temperature, high temperature range, Cu-based metal (Cu_<60>Zr_<30>Ti_<10>,Cu_<60>Hf_<25>Ti_<15>), etc. The results of cryogenic measurement show that the G/B ratio of the metal in the middle of the crystal is lower than that of the crystal in the middle of the crystal. The results of the pyrometry, heating and structural relaxation show that the temperature increases rapidly and the temperature decreases rapidly. In this case, the reduction of stiffness ratio is particularly difficult, the tendency is opposite, the phenomenon of phase shift is essentially solid → liquid (supercooled liquid), and the general understanding is consistent. Thermodynamics and Weishi app mechanics are analyzed theoretically. The binding force of the internal properties of metals is considered. The abnormal properties of metals in low and high temperature regions are quantitatively explained. The melting phenomenon of the metal matrix is similar to that of the thermal matrix. The melting phenomenon of the metal matrix is similar to that of the thermal matrix. The molecular dynamics of Cu in the metal system is studied in parallel. The results of polyhedral analysis show that there is a tendency for weak binding domains to be adjacent to each other. The results of theoretical analysis are consistent with qualitative results.