金属ガラスのナノ準結晶化メカニズムの解明とその応用

金属玻璃纳米准晶化机理及其应用的阐明

• 批准号: 15074203
• 负责人: 才田 淳治
• 金额: $ 25.98万
• 依托单位: Tohoku 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15074203/
• 关键词: 金属ガラス; ナノ準結晶; 塑性変形; 二十面体原子配列; 局所構造; 微細構造解析; 過冷却液体; 動的構造変化; 相変態; 変形

金属ガラスからのナノ準結晶析出機構として二十面体局所構造を考察し、実際にZr_<70>Cu_<30>やZr_<70>Al_<10>Ni_<20>金属ガラスと初晶ナノ準結晶の析出状態の局所環境に大きな違いがないことを明らかにしてきた。これらの研究で得られた知見をもとに、急冷過程で容易にナノ準結晶が析出するZr_<80>Pt_<20>非晶質合金の局所環境が、二十面体局所配列とZr5Pt3構造に類似の環境で構成されていることを見出した。以上の結果は、過冷却液体の安定性におよぼす二十面体局所構造や特定元素周囲の再配列の要否等、ガラスの安定性に係わる重要な知見を総合的に評価することができた成果である。二十面体局所構造が安定に生成すると考えられるZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>(Cu,Pd)_<17.5>金属ガラスの核生成挙動を制御することで、これまで得られなかった組成範囲でバルク状ガラス合金の作製に成功した。また、これら合金の圧縮変形挙動を調べた結果、一般のバルク金属ガラスよりも優れた塑性変形能を示すことを明らかにした。このような大きな塑性変形能を発現するメカニズムとして、圧縮変形破面付近の透過電子顕微鏡(TEM)によるナノスケール解析の結果、変形帯の移動にともなって動的な微細結晶析出が起きることを確認した。さらに、このようなナノスケールの動的構造変化が、安定な局所構造の形成によって起こる局所不均質構造ならびにそれらとも密接に関連する過冷却液体の安定性に依存して発現するというメカニズムについても考察した。

我们已经检查了局部二十面体结构作为金属玻璃的纳米质体淀粉降水机制，并揭示了金属玻璃沉积的局部环境没有显着差异，并且沉积了原发性纳米Quasicrystals。根据从这些研究中获得的发现，可以发现Zr_ <80> pt_ <20>无定形合金的局部环境，在淬火过程中很容易沉淀纳米quasicicrystals，由类似于Icosahedral局部布置和ZR5PT3结构的环境组成。以上结果是对有关玻璃稳定性的重要知识进行全面评估的结果，例如局部二十面体结构以及在特定元素周围重新排列的必要性，这是超冷液体的稳定性。通过控制Zr_ <65> Al_ <7.7> Ni_ <10>（Cu，Pd）_ <17.5>金属玻璃的成核行为，该_ <17.5>金属玻璃被认为在局部二十面体结构的形成中稳定，我们已经成功地生产了尚未获得尚未获得的组成范围内的散装玻璃。此外，研究了这些合金的压缩变形行为，并发现它们比普通的散装金属玻璃表现出优越的塑性变形能力。作为达到如此大的塑性变形能力的机制，使用透射电子显微镜（TEM）在压缩变形裂缝表面附近使用透射电子显微镜（TEM）进行分析证实，随着变形区的移动，动态细晶体沉淀发生。此外，我们还研究了这种纳米级动态结构变化的机制，以响应稳定的局部结构的形成以及与它们紧密相关的超冷液体的稳定性。

项目成果

Correlation between local structure and stability of supercooled liquid state in Zr-based metallic glasses

• DOI: 10.1016/j.msea.2006.02.334
• 发表时间: 2007-03
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: J. Saida;M. Imafuku;S. Sato;T. Sanada;E. Matsubara;A. Inoue

Deformation-induced nanoscale dynamic transformation studies in Zr-Al-Ni-Pd and Zr-Al-Ni-Cu bulk metallic glasses

Zr-Al-Ni-Pd 和 Zr-Al-Ni-Cu 块体金属玻璃中变形引起的纳米级动态转变研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Materials Transactions 48
• 作者: J. Saida;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Devitrification of Ni-based glassy alloys containing noble metals in relation with the supercooled liquid region

• DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2004.03.124
• 发表时间: 2004-07
• 期刊: Journal of Non-crystalline Solids
• 影响因子: 3.5
• 作者: D. Louzguine;A. Inoue

Microstructure of fragile metallic glass interred from ultrasound-accelerated crystallization in Pd-based metallic glass

钯基金属玻璃超声加速结晶过程中易碎金属玻璃的微观结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review Letters 95
• 作者: S. Suzuki;Y. Takano;K. Hiraki;R. Kato;T. Takahashi;T.Ichitsubo et al.
• 通讯作者: T.Ichitsubo et al.

Composition and structure of Cu-base nanoicosahedral phase in Cu-Zr-Ti-Pd alloy

Cu-Zr-Ti-Pd合金中铜基纳米二十面体相的组成与结构

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied Physics Letters 87
• 作者: D.V.Louzguine-Luzgin et al.