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高強度・高靭性Zr系非晶質合金

シーズコード S090001664
掲載日 2010年3月19日
研究者
  • 井上 明久
  • 張 涛
技術名称 高強度・高靭性Zr系非晶質合金
技術概要 Zr-A1-Ni-Cu非晶質合金の組成は次のとおりである。NiおよびCuは非晶質相を形成させる主元素で、その含有量の和は30~50原子%である。さらに、Niに対するCu含有量の比は1/3以下であり、この比により非晶質の原子構造は稠密無秩序充填化して最も非晶質形成能が大となる。また、Alは非晶質形成能を大幅に高める元素で、その含有量は5~10原子%である。この組成にTi、Nb、Pdより1種または2種以上の元素を添加する。これらの元素は合金原子構造の稠密無秩序充填化を促進すると共に原子間の結合力を効果的に強化、合金に高強度・高靭性を与える。これら元素の含有量は0~7原子%であり、好ましくはTiおよびNbは4原子%以下、Pdは7原子%以下である。合金は溶融状態から単ロール法、双ロール法、アトマイズ法等の方法で冷却凝固させ薄帯状、粉粒体を製造する。また、溶融合金を金型に充填鋳造して任意形状の非晶質合金棒ならびに板を製造する事もできる。これら成形体の機械的強度について、引張強さ1800MPa、シャルピー衝撃値100kJ/m 、破壊靭性値50MPa・m1/2の報告がある。
展開可能なシーズ 過冷却液体領域の温度幅を損なわずに高強度・高靭性が改善され、工業材料への応用が可能な非晶質形成能を備えたZr系非晶質合金、すなわちZr-A1-Ni-Cu合金に特定量のM元素(M:Ti、NbまたはPd)を添加した合金およびその製造方法をを提供する。
本Zr系合金は、非晶質形成能を大幅に改善してあるため、溶融合金を金型に充填鋳造する事により任意形状の非晶質合金棒または板を容易に製造できる。例えば、合金を石英管中でAr雰囲気中で溶融した後、溶融合金を噴出させ銅製金型内に充墳凝固さて非晶質合金塊を得る。さらに、従来のZr系非晶質合金に比べて合金組成の最適化が図られており、高強度・高靭性を持つ構造材料としての応用が期待できる。
用途利用分野 非晶質合金、構造材料、医用材料、化学材料
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人科学技術振興機構, . 井上 明久, 張 涛, . 高強度・高靭性Zr系非晶質合金. 特開2000-129378. 2000-05-09
  • C22C  16/00     
  • C22C  45/10     

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