ナノ構造化された合金の相変態に関する研究(新しい機能性合金の創製)

纳米结构合金的相变研究（新型功能合金的创制）

• 批准号: 04J03517
• 负责人: 矢部 洋正
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J03517/
• 关键词: ナノ構造; メカニカルアロイング; 非平衡; 磁性合金; 水素吸蔵合金; FePd合金; Mg-Ti-Cr合金; 混合エンタルピー; ホイスラー合金; 固溶体; 磁歪感受率; マルテンサイト変態; ナノ構造化; 結晶合金; ボールミル; バルクメカニカルアロイング

MgとTiは混合エンタルピー(ΔH)が正の組み合わせであり、2元系平衡状態図上では互いの固溶相は室温ではほとんと存在しない。しかしながら、MAによってMg中に20at%ものTiが強制固溶してA3相が出現することや[2]、Mg : Ti=50:50(at%)付近の組成においてはA2相が出現することが報告された[3]。このA2 Mg-Ti合金の格子定数は約3.4Åであり、水素吸蔵特性の報告はなされていない。しかしながら、Mg-TiにCrを添加したMg-Ti-Cr3元合金の合成を試み、約2.9-3.0Åの格子定数を有するA2構造を得、さらにこの合金が水素吸蔵特性を示す報告があり[4]、この結果はA2構造の格子定数が水素吸蔵の因子になっていることを示唆している。そこでMg-Ti-Cr合金の格子定数におよぼすCr量の影響について調べた。実験は、MgとTiの混合比率を50:50と一定にし、Cr量のみ変化させた。MAは試料とボール重量比を1:40、ポット水冷、Ar雰囲気でミリングを行った結果、(Mg, Ti)1-xCrxにおけるCr>5at%の組成において、2.89Å(A)と3.42Å(B)の2つの異なる格子定数を有するA2相が出現した。Cr量の増加に伴い(A)の比率は大きくなり、(B)の比率は小さくなった。Cr>60at%ではほぼ(A)のみが出現し、Crの添加がMg-TiのA2相生成に大きく寄与していることを確認した。そこで、他のA2元素であるFe, V, Moについても検討を行った。(Mg, Ti)_<95>M_5(M=Cr, Fe, V, Mo)のいずれの場合においても40時間のMAによって約3.4ÅのA2-Mg-Ti相が出現し、A2元素がMg-Tiの合金化に効果があることを見いだした。[1]Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol.310,March 2007,pp.2500-2502.[2]Liang et al.,J.Mat.Sci.,38(2003)1179.[3]浅野,榎,秋葉,日本金属学会2006年春期大会講演概要集,216.[4]久慈,日本金属学会2003年春期大会講演概要集,354.

Mg and Ti are mixed with the same solid solution (ΔH), and the two-element equilibrium state is the same as the solid solution phase at room temperature.しかしながら、MAによって中に20at%ものTiがforced solid solution してA3 phase がappearanceすることや[2], Mg: Ti=50:50 (at%) The composition of the close relationship is the appearance of the A2 phase and the report of the phase [3]. The lattice constant of the A2 Mg-Ti alloy is about 3.4Å, and the hydrogen absorption characteristics are reported by the company.しかしながら、Mg-TiにCrをAdded したMg-Ti-Cr 3-element alloy のsynthetic をtestみ、About 2.9-3.0Å lattice fixed number するA2 structure is obtained、 Report on hydrogen adsorption properties of さらにこのalloyがあり[4], このRESULTSはA 2 Structure of the lattice fixed number and the water absorption factor of the water element.そこでMg-Ti-Cr alloy's lattice fixed number is affected by the amount of Cr. The mixing ratio of Mg and Ti is 50:50 and the amount of Cr is constant. The weight ratio of the MA sample is 1:40, the water cooling of the sample, and the results of the Ar atmosphere でミリングを行った, (Mg, Ti)1-xCrxにおけるCr>5at%の compositionにおいて、2.89Å(A)と3.42Å(B)の2つのdifferentなるlattice definite numberを有するA2phaseがappearsした. The amount of Cr is increased and the ratio of (A) is large and the ratio of (B) is small and small. Cr>60at%, the appearance of the new phase (A), the addition of Cr, the Mg-Ti A2 phase generation, the large size, and the confirmation of the addition of Cr>60at%.そこで、his A2 element であるFe, V, Moについても検椒行った. (Mg, Ti)_<95>M_5(M=Cr, Fe, V, Mo)のいずれのoccasionにおいても40 timeのMAによってabout 3.4ÅのA2-Mg -The appearance of Ti phase and the effect of Mg-Ti alloying of A2 element are obvious. [1]Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol.310, March 2007, pp.2500-2502.[2]Liang et al. al., J.Mat.Sci., 38(2003)1179. [3] Asano, Eno, Akiha, Summary of Lectures at the 2006 Spring Congress of the Metal Society of Japan, 216. [4] Kuji, Summary of Lectures at the 2003 Spring Congress of the Metal Society of Japan, 354.

项目成果

Mechanically driven nanostructured magnesium-alminium alloy

机械驱动纳米结构镁铝合金

• 期刊: J.Metastable & Nanocrystalline Mat. (In press)
• 作者: Hiromasa Yabe;Toshiro Kuji
• 通讯作者: Toshiro Kuji

Giant bending motion of a soft actuator controlled by hydrogen gas pressure

氢气压力控制软执行器的巨大弯曲运动

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Intelligent Materials Systems and Structures Vol.17
• 作者: Yoshitake Nishi;Haruhisa Uchida;Hiromasa Yabe;ByungSuk Kim;Takashi Ogasawara
• 通讯作者: Takashi Ogasawara

Synthesis of Mg_<17>Al_<12> intermataric compounds by bulk mechanical alloying and their hydrogen absorption properties

块体机械合金化Mg_<17>Al_<12>间化合物的合成及其吸氢性能

• 期刊: J.Alloy Comp. (In press)
• 作者: Hiromasa Yabe;Toshiro Kuji
• 通讯作者: Toshiro Kuji

Mechanically driven nanostructured magnesium-aluminum alloy

机械驱动纳米结构镁铝合金

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Metastable and Nanocrystalline Materials 24-25
• 作者: Hiromasa Yabe;et al.
• 通讯作者: et al.

Mechanically driven b.c.c. TiCr alloy and its hydrogen solubility

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2005.01.116
• 发表时间: 2005-12
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: H. Yabe;T. Kuji