金属ガラスにおけるき裂先端近傍での降伏と塑性変形挙動

金属玻璃裂纹尖端附近的屈服和塑性变形行为

基本信息

批准号：
16039205
负责人：
吉見享祐
金额：
$ 3.71万
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：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、引張もしくは曲げ破断した金属ガラス中のき裂進展に伴うき裂先端部での塑性歪みを観察し、き裂先端での歪み場、応力場解析を行うことによって金属ガラスの降伏応力を見積もる一方、透過型電子顕微鏡やX線回折法によってき裂先端での構造変化、変形によって導入された欠陥やナノ結晶の調査を行い、金属ガラス中のき裂伝播ならびに塑性変形機構を検討することを目的としている。平成17年度では、近年、室温で巨大な圧縮変形能を示すことが見出されたZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスと、比較材としてZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Cu_<17.5>金属ガラスの室温での引張変形挙動を調査し、破断面および破断部周辺の試料表面の形態を走査型電子顕微鏡、共焦点顕微鏡によって観察した。その結果、引張変形挙動ならびに破断挙動は両者ともほぼ同じであったが、Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスの方がわずかに塑性伸びを示した。平成16年度の研究で見出された、破断部の試料表面に発生するViscous Flow Depression (VFD) Zonesについては、走査型電子顕微鏡による観察でもZr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスでは明瞭に観察することができたが、Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Cu_<17.5>金属ガラスではその発生が確認されなかった。このことが、Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属ガラスのわずかな塑性伸びに影響を及ぼしているものと考察された。共焦点顕微鏡によるVFD Zones周辺ならびにShear Bandsの表面凹凸の観察では、Shear Bands部ではViscous Flowの発生は確認されなかった。したがって、Shear Bands発生による試料表面での表面張力ではなく、き裂が試料表面で発生する際のき裂面に対する垂直応力がVFDを誘起するメカニズムであると考察された。このき裂面に対する垂直応力の効果は、これまで金属ガラスの破断で頻繁に観察されている、き裂面が最大せん断応力面からある角度分だけずれる挙動の破壊メカニズムと考えられている。そこで、本研究の成果も考慮すると、金属ガラスの破断挙動には、き裂面に作用する垂直応力が重要な役割を果たしているものと考察された。

在本研究中，我们观察了因拉伸或弯曲而断裂的金属玻璃中裂纹扩展时裂纹尖端的塑性应变，并分析了裂纹尖端的应变场和应力场，以确定金属玻璃的屈服应力。同时，我们将利用透射电子显微镜和X射线衍射来研究裂纹尖端的结构变化、变形引入的缺陷和纳米晶体，并研究金属玻璃中的裂纹扩展和塑性变形机制。 2005年度，我们研究了最近发现在室温下表现出巨大压缩变形能力的Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属玻璃，以及作为比较材料的Zr_<65>Al。研究了_<7.5>Ni_<10>Cu_<17.5>金属玻璃在室温下的拉伸变形行为，并利用扫描电子显微镜和共聚焦显微镜观察了断口表面及断口周围样品表面的形貌。结果，两者的拉伸变形行为和断裂行为几乎相同，但Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属玻璃表现出稍高的塑性伸长率。 2004年的研究中发现，断裂部分的样品表面会出现粘性流动凹陷（VFD）。即使使用扫描电子显微镜观察，在Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>金属玻璃中也可以清楚地观察到区域，但Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<该现象并未得到证实。在10>Cu_<17.5>金属玻璃中。认为这对Zr_65Al_7.5Ni_10Pd_17.5金属玻璃的轻微塑性伸长率有影响。当使用共焦显微镜观察VFD区和剪切带周围的表面不规则性时，在剪切带中没有观察到粘性流。因此，认为引起VFD的机制不是由于剪切带的出现而导致样品表面的表面张力，而是当样品表面出现裂纹时裂纹表面的法向应力。这种正应力对裂纹面的作用被认为是裂纹面偏离最大剪应力面一定角度的断裂机制，这在金属玻璃的断裂中经常观察到。因此，考虑到本研究的结果，认为作用在裂纹表面的正应力对金属玻璃的断裂行为起着重要作用。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ナノコンポジットマテリアル

纳米复合材料

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
J.Linden;P.Karen;J.Nakamura;M.Karppinen;H.Yamauchi;高原淳
通讯作者：
高原淳

Tensile and Fracture Behavior of Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5> Bulk Metallic Glass

Zr_<65>Al_<7.5>Ni_<10>Pd_<17.5>块状金属玻璃的拉伸和断裂行为

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Materials Transactions 46・12
影响因子：
0
作者：
Kyosuke Yoshimi
通讯作者：
Kyosuke Yoshimi

ナノマテリアル工学大系第2巻ナノ金属

纳米材料工程系列第 2 卷纳米金属

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
安保正一;松岡雅也;竹内雅人
通讯作者：
竹内雅人

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吉見享祐其他文献

Effect of Heat Treatments on Microstructure of Rapidly Solidified TiCo Ribbons

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DOI：
发表时间：
2005
期刊：
MRS Symposium Proceedings Vol.842(印刷中)
影响因子：
0
作者：
吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;K.Yoshimi;K.Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi;Kyosuke Yoshimi;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;Rysuke Nakamura;Tomohide Haraguchi;Kyosuke Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi et al.
通讯作者：
Kyosuke Yoshimi et al.

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DOI：
发表时间：
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影响因子：
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作者：
吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.
通讯作者：
K.Yoshimi et al.

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DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Philosophical Magazine Vol.85
影响因子：
0
作者：
吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;K.Yoshimi;K.Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi;Kyosuke Yoshimi;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;Rysuke Nakamura;Tomohide Haraguchi;Kyosuke Yoshimi et al.
通讯作者：
Kyosuke Yoshimi et al.

Substructure Development in Rapidly Solidified B2-type TiCo Ribbons

快速凝固 B2 型 TiCo 带材的子结构开发

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Materials Science Forum Vol.475-479
影响因子：
0
作者：
吉見享祐;Kyosuke Yoshimi;吉見享祐;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;K.Yoshimi;K.Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi;Kyosuke Yoshimi;K.Yoshimi et al.;吉見享祐;Rysuke Nakamura;Tomohide Haraguchi;Kyosuke Yoshimi et al.;Kyosuke Yoshimi et al.
通讯作者：
Kyosuke Yoshimi et al.