51探花

【発表のポイント】

• 技术的に难しいとされていたハイエントロピー合金^*１のナノポーラス化^*２に世界で初めて成功
• ハイエントロピー合金は、従来の合金を凌ぐ优れた低?高温机械的特性を持つなど、その新规性が近年注目されており、これに无数の开気孔（ポーラス）を导入することでさらなる多机能化を実现
• 本技术を利用した大容量电解コンデンサや、その高い形态安定性を利用した超长寿命触媒等への応用が期待される

【概要】

东北大学金属材料研究所のジュウ?スゥヒュン助教、加藤秀実教授らの研究グループは、チタン(Ti) 、バナジウム(V) 、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)，タンタル(Ta)の5成分元素から成る体心立方格子系ハイエントロピー合金^*１のナノポーラス化^*２に世界で初めて成功しました。

ハイエントロピー合金は、従来の合金を凌ぐ优れた低?高温机械的特性を持つなど、その新规性が近年注目されています。また、ナノポーラス化は、金属に无数の开気孔^*３（ポーラス）を导入することで比表面积を広げ、金属に新たな机能性をもたらす技术で、触媒や电极、ナノメカニクス材料などに使用されています。当研究室はナノポーラス化に関する独自の技术（金属溶汤脱成分法^*４）を持ち、様々な物质のナノポーラス化を通して新机能性材料の开発を进めています。

本研究では、ナノポーラス化が难しいとされていたハイエントロピー合金のナノポーラス化に世界で初めて成功。金属に多机能性をもたらす2つの技术の复合効果を用いて新しい材料分野を开拓した点でも大変意义がある成果です。本合金は、従来のポーラス合金と比較すると開気孔のサイズが一桁ほど小さく（平均7 nm）、それに伴い広大な比表面積（56 m²/驳）を持つことが大きな特徴です。さらにこのポーラス状态は极めて安定して维持されることもわかりました。

さらに今回开発した合金は多くの弁金属^*５元素を含有することから、これを利用した大容量電解コンデンサや、その高い形態安定性を利用した超長寿命触媒等への応用が期待されます。成果の詳細は、Advanced Materials (独Wiley-VCH出版社)に2019年12月4日付けで掲載されました。

図1: 600℃、 10分間の脱成分処理によって作製した体心立方格子系ナノポーラス?ハイエントロピー合金の電子顕微鏡像（挿入図は電子線回折図形）と、チタン、バナジウム、ニオブ、モリブデンおよびタンタルの成分分布を表す元素マッピング像

【用语解説】

*1ハイエントロピー合金（High Entropy Alloy: HEA）
2004年に台湾清華大のYehらによってその概念が提案された新しいカテゴリーの合金である。現在では複数の定義が存在するが、狭義には、5成分以上の多元系、各成分が5～35原子%の範囲、固溶体の単相もしくは混相、を同時に満たす合金として定義される。戦略的な成分選択によって、体心立方格子(BCC)系、面心立方格子(FCC)系、六方最密充填 (HCP)系が得られる。

*2ナノポーラス化
ナノメートル寸法の気孔を大量に含む多孔质体にすること。逆に、気孔を持たない通常の固体を緻密体という。

*3开気孔
多孔质体を构成する気孔において、多孔质体の外界に繋がる気孔を开気孔と呼ぶ。逆に、多孔质体内部で埋もれ、外界と繋がらない気孔を闭気孔と呼ぶ。

*4金属溶湯脱成分（Liquid Metal Dealloying: LMD）法
二种类以上の元素成分からなる合金固体から特定成分のみを选択的に溶出させる反応のことを脱成分反応という。この溶出媒体として金属液体を用いる场合を、金属溶汤脱成分法を呼ぶ。2010年に东北大学金属材料研究所加藤、和田らによって発明された。

*5弁金属
表面に化学的に安定な酸化物などの不働态被膜を形成する金属のこと。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

◆研究内容に関して
东北大学金属材料研究所
非平衡物质工学研究部门
教授　加藤　秀実（カトウ　ヒデミ）
TEL：022-215-2110　 FAX:022-215-2111
贰尘补颈濒：丑颈办补迟辞*颈尘谤.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）

◆报道に関して
东北大学金属材料研究所　情報企画室広報班
冨松　美沙（トミマツ　ミサ）
罢贰尝：022-215-2144　贵础齿:022-215-2482
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