ポーラスバルク金属ガラスの創製と性質

多孔块体金属玻璃的制备和性能

基本信息

批准号：
18860010
负责人：
和田武
金额：
$ 1.8万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18860010/
关键词：
バルク金属ガラスポロシティポーラス金属アモルファス合金

项目摘要

バルク金属ガラスにポロシティを導入することによって、軽量性や大表面積特性を付加し、バルク金属ガラスを高機能化することを目的として研究を行った。具体的な研究成果およびその意義、重要性は以下のとおりである。(1) Zr-Nb-Al-Ni-Cuオープンセル型ポーラスバルク金属ガラスの創製Zr-Nb-Al-Ni-Cu合金をLa_2O_3の粉末焼結体に含浸急冷後、0.5mol/l硝酸に浸漬することで、ポーラスバルク金属ガラスを作製した。本材料は内部に直径約50μmの連結ポアを無数に有したオープンセル構造を有していた。ポアの導入によって更なるヤング率の低減と、表面凹凸組織が得られ、また、擬似生体液中で不働体化することも明らかにした。これらの研究成果はポーラス金属ガラスを生体材料として応用できる可能性を示している。(2) 液相分離法を利用したポーラス金属ガラスおよび金属ガラスナノ構造体の創製Zr-(希土類)-Al-Ni合金の液相分離現象を利用してZr-Al-Ni/希土類-Al-Niの二相金属ガラスを作製し、希土類-Al-Ni金属ガラス相を選択腐食処理することによってZr基ポーラス金属ガラスを作製した。得られたポーラス金属ガラスは合金組成、冷却速度(試料厚さ)、急冷時の溶湯の加工履歴によってナノからミクロンに及ぶオープンセル構造、ワイヤ構造、粒子構造を有していた。これらの金属ガラス構造体は金属ガラスを用いた電極、分離膜、触媒などへの応用の可能性を秘めている。

我们进行研究的目的是通过在块状金属玻璃中引入孔隙度、增加轻质和大表面积的特性，使块状金属玻璃具有高功能性。具体研究成果及其意义和重要性如下。 (1)Zr-Nb-Al-Ni-Cu开孔多孔块体金属玻璃的制备将Zr-Nb-Al-Ni-Cu合金浸渍到La_2O_3粉末烧结体中，快速冷却后，浸入0.5℃的水中。 mol/l硝酸以这种方式生产出多孔块状金属玻璃。这种材料具有开孔结构，内部有许多连通的直径约50微米的孔隙。研究还表明，孔隙的引入进一步降低了杨氏模量并产生了不均匀的表面结构，并且在模拟生物液体中变得钝化。这些研究结果证明了多孔金属玻璃作为生物材料应用的可能性。 (2)利用液相分离法制备多孔金属玻璃和金属玻璃纳米结构通过选择性腐蚀稀土-Al-Ni金属玻璃相制备Zr基多孔金属玻璃。所获得的多孔金属玻璃具有开孔结构、线结构和从纳米到微米范围内的颗粒结构，这取决于合金成分、冷却速率（样品厚度）和淬火期间熔融金属的加工历史。这些金属玻璃结构具有应用于使用金属玻璃的电极、分离膜、催化剂等的潜力。