電解析出法による高信頼性バルクナノ結晶材料の創製とその実用性具現化に関する研究

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本研究の目的は、電解析出法により、高強度と高延性を両立するバルクナノ結晶メタルの創製および実用性を具現化することである。H25年度に得られた結果は以下の通りである。【高強度・高延性を示す電析バルクナノ結晶メタルの作製指針】電析バルクナノ結晶Ni-W合金における引張特性評価を通して、電析バルクナノ結晶メタルの延性発現機構について調査を行った。引張試験において、バルクナノ結晶Ni-W合金の延性は、0-13%の範囲で大きく変化した。さらに、(200)面配向度が増加するとともに、引張延性の値が増加する傾向が確認された。引張延性を配向性で整理できた要因として、電析物の配向性が、電析中の成長モードに強く影響を受けていることが考えられた。例えば、(111)面配向、(200)面配向、(220)面配向は、それぞれinhibited-lateral growth、free-lateral growth、inhibited-out growthの成長モードによって形成することが知られている。また、inhibited-lateral growth、inhibited-out growthにおいて、それぞれ水素ガス、水素原子が、電析反応を阻害すると考えられている。実際に、(220)面配向を示すバルクナノ結晶Ni-W合金において、多量の水素が検出された。また、(111)面配向を示すバルクナノ結晶Ni-W合金の断面組織において、水素ガスの巻き込み、脱離により形成されたと考えられるナノクラックが観察された。一方で、(200)面配向を示すバルクナノ結晶Ni-W合金の断面組織においては、ナノクラックは確認されなかった。以上の結果から、電析バルクナノ結晶メタルの延性発現は、電析時の成長モードに強く影響を受けていることを示した。さらに、本研究の結果から、成長モードと電析条件の関係を明らかにし、高延性バルクナノ結晶メタルを得るための作製条件設定指針の提案を行った。