巨大ガラス形成能を有する合金液体の粘性測定と最適精密鋳造プロセス

具有巨大玻璃形成能力和最佳精密铸造工艺的合金液粘度测量

基本信息

批准号：
15074219
负责人：
山崎徹
金额：
$ 33.92万
依托单位：
University of Hyogo (2004-2007)Himeji Institute of Technology (2003)
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

项目摘要

Zr-Cu-Al-Ni系金属ガラス合金は優れた機械的性質等を有することから,これら合金を平衡液体状態からの急冷することによる各種の精密金型成形部材の作製や,過冷却液体状態におけるナノ成形加工が試みられている。このため,平衡液体粘性および過冷却液体粘性の温度依存性を測定することが必要とされる。本研究では,Zr-Cu-Al-Ni系金属ガラス合金を用いて,過冷却液体状態における粘度の温度依存性を検討するとともに,静電浮遊型振動法を用いて平衡液体粘性を測定し,同金属ガラス合金の全温度範囲における粘度と温度との関係を求めた。Zr_<55>Cu_<35>Al_<10>Ni_5金属ガラスの過冷却液体領域における粘度の温度依存性を,圧子貫入法により測定したところ,加熱速度が20K/minから400K/minに上昇すると酸化の影響が減少し,粘度は大きく低下した。加熱速度が200K/minの条件で再現性の良い,ほぼ一定の値を得た。 Zr_<55>Cu_<35>Al_<10>Ni_5金属ガラスの平衡液体領域における粘度の温度依存性を,静電浮遊振動法により測定した。融点直上から,温度の上昇とともに粘度の大幅な低下が観察され,1600℃付近では,2×10^<-3>Pa・Sにまで低下し,粘度が低く流動性の高い液体となっていることが明らかである。Zr_<55>^Cu_<35>Al_10Ni_5^金属ガラスの過冷却液体の粘度と平衡液体の粘度を,Vogel Fulcher-Tammaim(VFT)の関係を用いて接続し,全温度範囲における粘度と温度との関係を示した。その結果,本合金の粘度の温度依存性は,比較的Strongな液体と言える。また,Zr-Cu-Al系合金において合金組成がZr-richの亜共晶側にずれると,破壊靭性値が改善され,過冷却液体の粘度の低下が認められ,過冷却液体粘度と機械的特性との相関性があることが示唆された。

Zr-Cu-al-Ni金属玻璃合金具有出色的机械性能，依此类推，通过从平衡液态的这些合金淬灭这些合金以及在超冷液态的纳米焊接处理中，正在制造各种精确成型构件。因此，有必要测量液体粘度和超冷液粘度的温度依赖性。在这项研究中，使用Zr-Cu-al-Ni金属玻璃合金研究了超冷液态粘度的温度依赖性，并确定了使用静电浮动振动方法测量平衡的液体粘度，并确定了粘度与粘度和温度之间的关系。 Zr_ <55> Cu_ <35> Al_ <10> Ni_5金属玻璃的粘度的温度依赖性是通过凹痕渗透方法测量的，当加热速率从20k/min增加到400K/min时，氧化作用降低，粘度降低，粘度降低了。加热速率为200 k/min，可重现性良好的可重复性获得相当恒定的值。 Zr_ <55> Cu_ <35> Al_ <10> Ni_5金属玻璃的平衡液体区域中粘度的温度依赖性通过静电散射振动方法测量。从熔点上方的上方，随着温度的升高，粘度显着降低，在1600°C左右，很明显，它降低至2×10^<-3> Pa·S，导致低粘度和高度流动性液体。 Zr_ <55>^ Cu_ <35> Al_10ni_5^金属玻璃的粘度和平衡液体的粘度使用Vogel Fulcher-Tammaim（VFT）的关系连接，并显示了整个温度范围内的粘度和温度之间的关系。结果，该合金的粘度的温度依赖性可以说是相对较强的液体。此外，当合金组成在Zr-Cu-Al合金中转移到富含ZR的高度侧时，断裂韧性值会提高，并且超冷液体的粘度减少，这表明超冷液体的粘度与机械性能与机械性能之间存在相关性。