その場反応により形成したナノ粒子分散強化型マグネシウム合金の開発

原位反应纳米颗粒弥散强化镁合金的研制

• 批准号: 02F02104
• 负责人: 井上 明久
• 金额: $ 0.26万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F02104/
• 关键词: Mg基ガラス合金; ガラス形成能; 熱的安定性; 構造緩和; 機械的性質; 耐食性

近年、より高強度を有する新しいMg合金の開発として、非晶質合金の組成探査に多く研究がなされている。しかしながら、Mg基ガラス合金の延性についての研究は殆どなされていない。その場反応形成による延性結晶相分散型Mg基金属ガラス合金について、報告があるが、耐食性を考慮すると結晶相の存在は、マイナス要因である。もし、高強度、高延性、高耐食性を有するMg基金属ガラスが開発されれば、科学、工学およびその実用化を通して、社会へ及ぼす影響は計り知れない。Mg合金の脆化の大きな原因として、ガラス材料に特有な構造緩和が挙げられる。この構造緩和に対する相の安定性を高めるためには、添加元素等によって、ガラス遷移温度を高める必要がある。Mg_<65>Cu_<25>Gd_<10> 3元系ガラス合金に対して、そのガラス遷移温度を高めるために、Niを添加することにした。その他にも、Niを選択した理由は、他の構成元素と原子サイズが大きく異なりとともに、MgおよびGd原子に対して、大きな負の混合熱を有し、ガラス形成能を高める可能性があること、および、一般的に耐食性を高める効果が認められていること等である。Mg_<75>Cu_5Ni_<10>Gd_<10>, Mg_<70>Cu_<15>Ni_5Gd_<10>および、Mg_<65>Cu_<20>Ni_5Gd_<10>合金において、それぞれ、2.5mm、4mm、および、5mm直径のバルクガラス単相が作製できた。Mg_<75>Cu_5Ni_<10>Gd_<10>合金のガラス遷移温度は436Kとなり、Mg_<65>Cu_<25>Gd_<10>合金の417Kから19K上昇した。また、それぞれのヤング率、破壊強度、および、塑性伸は、54〜59GPa,854〜904MPa,および、0.1〜0.2%の範囲であった。その中で、Mg_<65>Cu_<20>Ni_5Gd_<10>合金が、最大のヤング率および破壊強度を呈し、世界で始めて900MPaを超える破断強度を有するMg合金の開発に成功した。また、Ni元素添加によって、NaCl溶液に対する耐食性が向上することも実験事実として明らかにした。

In recent years, there has been a lot of research on the development of new Mg alloys and the composition of amorphous alloys. The study of ductility of Mg-based alloys is very important. The existence of ductile crystalline phase in Mg-based alloys is considered to be the main reason for the formation of field reaction. Mg-based metals with high strength, high ductility and high food resistance are known for their development, scientific, engineering and practical applications. The causes of embrittlement of Mg alloys are mainly due to the structural relaxation characteristic of Mg alloys. The stability of the structural relaxation phase is high, and the migration temperature is high. Mg_<65>Cu_<25>Gd_<10>3-based alloys have high migration temperatures and Ni addition. The reason for choosing Ni and other elements is that the composition elements and atoms are different, Mg and Gd atoms are different, the mixed heat of Mg and Gd atoms is negative, the formation energy of Ni and Ni is high, the possibility of general food resistance is high, the effect is high, etc. Mg_<75>Cu_5Ni_<10>Gd_<10>, Mg_<70>Cu_<15>Ni_5Gd_<10>, Mg_<65>Cu_<20>Ni_5Gd<10>_ The transition temperature of Mg_<75>Cu_5Ni_<10>Gd_<10>alloy increases from 436K to 417 K, while that of Mg_<65>Cu_<25>Gd_<10>alloy increases from 417K to 19K.また、それぞれのヤング率、破壊强度、および、塑性伸は、54〜59GPa,854〜904MPa,および、0.1〜0.2%の范囲であった。In addition, Mg_<65>Cu_<20>Ni_5Gd_<10>alloy has been successfully developed with the maximum fracture rate and breaking strength exceeding 900MPa. The addition of Ni elements to NaCl solution increases the resistance to food.

项目成果

Structure and mechanical properties of Mg85Cu5Zn5Y5 amorphous alloy containing nanoscale particles

纳米颗粒Mg85Cu5Zn5Y5非晶合金的组织与力学性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: Materials Letters 58
• 作者: Guangyin Yuan;Tao Zhang;Akihisa Inoue
• 通讯作者: Akihisa Inoue

Structure and mechanical properties of cast quasicrystal-reinforced Mg–Zn–Al–Y base alloys

• DOI: 10.1557/jmr.2004.0205
• 发表时间: 2004-05
• 期刊: Journal of Materials Research
• 影响因子: 2.7
• 作者: G. Yuan;K. Amiya;H. Kato;A. Inoue