51探花

【発表のポイント】

• 金属ガラスの缓和状态（构造の乱雑性）を制御する技术として、２次元倾斜急冷技术を开発し、连続的に构造の异なるガラスを作製できることに成功しました。
• ２次元倾斜缓和状态制御された金属ガラスを変形させたところ、室温での塑性変形中に変形机构の段阶的な変化と相互作用が起こり、高靱性化が达成されるとともに、见かけ上の加工硬化现象の発现を确认しました。
• ２次元倾斜缓和状态制御という新しい构造制御法を通じて、今后ランダム构造材料制御における多様な学理构筑と特性改善が强く期待されます。

【概要】

金属ガラス(注1)は優れた機械的、磁気的特性や加工成型性をもつ一方で、その変形機構に起因する室温での脆性が問題となっていました。東北大学学際科学フロンティア研究所のRyu Wookha学術研究員、山田類助教、才田淳治教授のグループは、金属ガラスの緩和状態（構造の乱雑性）(注2)を制御する技術として、２次元傾斜急冷技術 (注3)を開発し、連続的に構造の異なるガラスを作製できることに成功しました。

今回の研究では、金属ガラスにおいてランダムな原子配列を试料内に连続的に２次元倾斜させて制御するという、全く新しい高度な构造制御法を开発することで、新たな材料创製と优れた特性を発现できる可能性が考えられ、本分野の学术研究に大きな知见を与えるものと考えられます。

本研究は科学研究費補助金基盤研究A（No. 18H03829）および学際科学フロンティア研究所「学際研究促進プログラム」の支援を受けて実施されたもので、英国の科学雑誌「NPG Asia Materials」に令和２年７月３１日に掲載されました。

図1 　金属ガラスの冷却速度と緩和状態の模式図
（早い冷却速度ほど不规则性が増し、空隙が多くなる）

【用语解説】

(注1) 金属ガラス
ある种の合金を液体状态から急冷を施すと、液体のランダム构造を室温で冻结した状态が达成され、金属ガラスと呼ばれます。金属ガラスは室温では优れた强度特性を示し、またガラス加工が可能な温度域(过冷却液体温度域)では优れた精密成型性を示すことから、その応用が大いに期待されています。しかしながら、変形が局所的な粘性流动すべりによって进行するために、室温での塑性変形性（靱性）が乏しいという欠点があり、世界的にその改善のための研究が进められています。

(注2) 緩和状態
金属ガラスは、构成原子がランダムに配置している状态です。しかし、そのランダム度は、作製时の冷却速度やその后の加工によって変化します。よりランダムな构造を未缓和状态といい、局所的な原子配列がよりルーズであって、试料中に含まれる空隙（自由体积といいます）が多い状态になります。一般に缓和したガラスは急激に脆化が进むことが知られており、実用上、未缓和状态が望まれます。研究グループでは、近年この缓和状态を制御する（未缓和状态に戻す）研究を进めています。

(注3) ２次元傾斜急冷熱処理
バルク状金属ガラスを铜製の治具ではさみ、真空中で一定温度に加热后に片方を液体窒素冷却した铜製メッシュに接触させることで、试料内の冷却速度を２次元的に倾斜させることができる热処理方法で、研究グループの独自のアイデアに基づいて装置を构筑しました。

详细（プレスリリース本文）

问い合わせ先

（研究に関して）
教授　才田淳治
东北大学学际科学フロンティア研究所　
仙台市青叶区荒巻字青叶6-3
电话：022-795-5752
贰メール：箩蝉补颈诲补*蹿谤颈蝉.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）
鲍搁础　铃木一行
东北大学学际科学フロンティア研究所　
仙台市青叶区荒巻字青叶6-3
电话：022-795-4353
贰メール：蝉耻锄耻办颈办*蹿谤颈蝉.迟辞丑辞办耻.补肠.箩辫（*を蔼に置き换えてください）