金属ガラスのガラス・結晶・溶融状態における熱物性

Zr基金属ガラスのZr-TM-AlのTMをCu,Co,Niにした幅広い組成領域において、室温における熱拡散率の測定をレーザーフラッシュ法により行った。Zr_<(90-X)>Cu_XAl_<10>では、Cu濃度が上がるに従い、わずかに熱拡散率が減少する傾向が認められた。また、この金属ガラスの熱拡散率の値は2〜3×10^<-6>m^2/sであり、合金を構成する各元素の値(Zr:12.7×10^<-6>m^2/s、Cu:117×10^<-6>m^2/s、Al:100×10^<-6>m^2/s)に較べ非常に小さくなっている。Zr-Co-AlおよびZr-Ni-Alについても同様の測定を実施し、ほぼ同じ測定値が得られた。比熱の測定を示差走査熱量計を用いてエンタルピー法により行った。密度の測定も室温において、アルキメデス法により行った。これらの測定値から熱伝導率を算出した。また、電気抵抗率の測定も四端子法方によりそれぞれの合金について実施した。温度依存性については、まだ完全に測定はできていないが金属ガラスの鋳造シミュレーションに必要な基本的なデータの収集を行うことができた。金属ガラスの形成可能な大きさを推算するために、収集した熱物性値データに基づき伝熱解析を行った。銅鋳型を用いて円柱状の金属ガラスを作製する場合の金属ガラスの内部の温度変化を数値計算により求めた。円柱の金属ガラスの表面と試料中心部の冷却速度には鋳造直後に差があること、試料の直径を大きくすると冷却速度が小さくなることを定量的に評価することができた。このように金属ガラスの内部の伝熱解析が可能になったことから、金属ガラスが作製可能な臨界直径あるいは臨界冷却速度の推算が可能になると考えられる。

Zr基金属ガラスのZr-TM-AlのTMをCu,Co,Niにした幅広い組成領域において、室温における熱拡散率の測定をレーザーフラッシュ法により行った。Zr_<(90-X)>Cu_XAl_<10>では、Cu濃度が上がるに従い、わずかに熱拡散率が減少する傾向が認められた。また、この金属ガラスの熱拡散率の値は2〜3×10^<-6>m^2/sであり、合金を構成する各元素の値(Zr:12.7×10^<-6>m^2/s、Cu:117×10^<-6>m^2/s、Al:100×10^<-6>m^2/s)に較べ非常に小さくなっている。Zr-Co-AlおよびZr-Ni-Alについても同様の測定を実施し、ほぼ同じ測定値が得られた。比熱の測定を示差走査熱量計を用いてエンタルピー法により行った。密度の測定も室温において、アルキメデス法により行った。これらの測定値から熱伝導率を算出した。また、電気抵抗率の測定も四端子法方によりそれぞれの合金について実施した。温度依存性については、まだ完全に測定はできていないが金属ガラスの鋳造シミュレーションに必要な基本的なデータの収集を行うことができた。金属ガラスの形成可能な大きさを推算するために、収集した熱物性値データに基づき伝熱解析を行った。銅鋳型を用いて円柱状の金属ガラスを作製する場合の金属ガラスの内部の温度変化を数値計算により求めた。円柱の金属ガラスの表面と試料中心部の冷却速度には鋳造直後に差があること、試料の直径を大きくすると冷却速度が小さくなることを定量的に評価することができた。このように金属ガラスの内部の伝熱解析が可能になったことから、金属ガラスが作製可能な臨界直径あるいは臨界冷却速度の推算が可能になると考えられる。