正の混合熱を有する非晶質金属の創製

具有正混合热的非晶态金属的产生

基本信息

批准号：
21656188
负责人：
辻伸泰
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

種類の異なる純金属の接合体に対して、対数相当ひずみ100以上に及ぶ巨大ひずみ加工(HPTプロセス)を室温で施し、バルクメカニカルアロイングの進行に伴う化学組成と微視構造の変化を観察した。平衡熱力学において導かれる混合熱(混合のエンタルピー変化)が大きな負の値から大きな正の値にまで種々異なる異種金属の組合せを選択することにより、原子レベルの混合(合金化)と構造変化に及ぼす混合熱の影響を明らかにすることを目的として実験を行った。比較的大きな負の混合熱を有するCu-Zr系の場合、HPTにより巨大な塑性加工を施すことにより、原子ベルの混合の後、非晶質相(金属ガラス)が形成された。正の混合熱を有するT-Zr系(ΔHmix=0kJ/mo1)やNb-Zr系(ΔHmix=+4kJ/mo1)の場合、HPT加工によりω-Tiやβ-Zrといった高圧相・高温相が出現し、回転数の増加に伴って原子レベルの混合が進行し、それぞれhcp構造およびbcc構造を有する固溶体が形成された。一方、非常に大きな正の混合熱を有するAg-Ni系(ΔHmix=+15kJ/mo1)の場合、100回転のHPT加工後も、原子レベルでの混合は生じていなかった。これらの結果より、固体状態でのメカニカルアロイング(原子レベルの混合)および金属ガラスの形成にも、異種金属間の混合熱が大きな影響を与え、正の混合熱を有する金属種の組み合わせの間では、メカニカルアロイングが生じにくいことが明らかとなった。

我们在室温下对不同类型的纯金属接合体进行了对数等效应变超过100的大应变加工（HPT工艺），并观察了随着块体机械合金化的进行化学成分和微观结构的变化。通过选择异种金属的组合，其中由平衡热力学导出的混合热（混合焓的变化）从大的负值变化到大的正值，可以实现原子水平上的混合（合金化）和结构变化。进行实验以澄清混合热对混合物的影响。对于具有较大负混合热的Cu-Zr系，通过HPT施加巨大的塑性变形，在原子钟混合后形成非晶相（金属玻璃）。对于具有正混合热的 T-Zr 体系（ΔHmix=0kJ/mo1）和 Nb-Zr 体系（ΔHmix=+4kJ/mo1），高压高温相如 ω-Ti 和随着旋转速度的增加，β-Zr 被去除，在原子水平上进行混合，分别形成具有 hcp 和 bcc 结构的固溶体。另一方面，在具有非常大的正混合热的Ag-Ni体系(ΔHmix＝+15kJ/mo1)的情况下，即使在HPT处理100转之后也没有发生原子级的混合。这些结果表明，不同金属之间的混合热对固态下的机械合金化（原子水平的混合）和金属玻璃的形成有很大影响，并且已经清楚机械合金化不太可能发生。