JP2000256811A - 装飾材料用過冷金属及び過冷金属用合金 - Google Patents
装飾材料用過冷金属及び過冷金属用合金Info
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- JP2000256811A JP2000256811A JP11066094A JP6609499A JP2000256811A JP 2000256811 A JP2000256811 A JP 2000256811A JP 11066094 A JP11066094 A JP 11066094A JP 6609499 A JP6609499 A JP 6609499A JP 2000256811 A JP2000256811 A JP 2000256811A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬さが硬く、光沢性及び加工性に優れ、さら
に人体への影響の無い装飾用材料を提供する。 【解決手段】 Pt-Pd-Cu-Pより成り、各成分の割合が５
≦Pt≦70at％，５≦Pd≦50at％，５≦Cu≦50at％及び５
≦P ≦30at％であることを特徴とする装飾材料のための
過冷金属用合金。また、上記合金が溶解後10-1℃/sec〜
10-2℃/secで冷却されていることを特徴とする装飾材料
用過冷金属。
に人体への影響の無い装飾用材料を提供する。 【解決手段】 Pt-Pd-Cu-Pより成り、各成分の割合が５
≦Pt≦70at％，５≦Pd≦50at％，５≦Cu≦50at％及び５
≦P ≦30at％であることを特徴とする装飾材料のための
過冷金属用合金。また、上記合金が溶解後10-1℃/sec〜
10-2℃/secで冷却されていることを特徴とする装飾材料
用過冷金属。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】装飾品に用いたときに最適な
硬さがあり、さらに人体への影響の無いPt系合金材料に
関する。
硬さがあり、さらに人体への影響の無いPt系合金材料に
関する。
【０００２】
【従来の技術】過冷金属は金属を溶融状態から急冷する
ことにより得られるものであり、結晶化していないため
硬さが硬い等、特異な性質を示す材料として近年注目さ
れている。
ことにより得られるものであり、結晶化していないため
硬さが硬い等、特異な性質を示す材料として近年注目さ
れている。
【０００３】これまで一般的に過冷金属を作るには急冷
することが必須条件として考えられてきた。例えば、溶
湯を高速回転する銅製の水冷ロールの上に落下させて薄
い箔状テープやフレークにして過冷金属が作られてきて
いる。
することが必須条件として考えられてきた。例えば、溶
湯を高速回転する銅製の水冷ロールの上に落下させて薄
い箔状テープやフレークにして過冷金属が作られてきて
いる。
【０００４】最近、このようにして作られる過冷金属合
金の他に、バルクアモルファスと呼ばれる、箔でないイ
ンゴット状（鋳塊状）の過冷金属ができることがわかっ
てきた。
金の他に、バルクアモルファスと呼ばれる、箔でないイ
ンゴット状（鋳塊状）の過冷金属ができることがわかっ
てきた。
【０００５】冷却速度を速くすることは、形状が大きく
なると表面と内部の冷却速度が変わり、表面は過冷金属
となるが内部は通常の金属結晶をもつことになってしま
う。従って、これまで速く冷却するには、薄い箔状のも
のしか作ることができなかった。
なると表面と内部の冷却速度が変わり、表面は過冷金属
となるが内部は通常の金属結晶をもつことになってしま
う。従って、これまで速く冷却するには、薄い箔状のも
のしか作ることができなかった。
【０００６】ところが、最近になって、比較的大きなイ
ンゴット状（鋳塊状）の過冷金属が比較的遅い冷却速度
でありながら、ある種の合金組成で可能であることがわ
かってきた。
ンゴット状（鋳塊状）の過冷金属が比較的遅い冷却速度
でありながら、ある種の合金組成で可能であることがわ
かってきた。
【０００７】しかしながら、これらの合金元素の組成の
組合せが、何故、過冷金属になるのかという理論的解析
は未だ不明な点が多い。現象的にいくつかのこと（例え
ば、原子間距離の離れたもの同士の合金であることや、
P 化合物を作るものとかいった現象）が挙げられている
が、必ずしもそれが絶対的支配条件として成立するもの
ではない。
組合せが、何故、過冷金属になるのかという理論的解析
は未だ不明な点が多い。現象的にいくつかのこと（例え
ば、原子間距離の離れたもの同士の合金であることや、
P 化合物を作るものとかいった現象）が挙げられている
が、必ずしもそれが絶対的支配条件として成立するもの
ではない。
【０００８】ところでペンダント、指輪、ブローチ、ネ
ックレス等の装飾品用材料や、歯科、カテーテル等の医
療用材料として従来Au、Pt等の貴金属が用いられている
が、これらの貴金属は軟らかいため、使用時の摩擦によ
りキズがつきやすいといった問題があった。この問題を
解決するため、AuやPtといった貴金属に他の金属を少量
添加して合金とすることにより硬さを増す方法が一般的
に用いられているが、このような合金としても、硬さ等
の点で充分満足がゆくものではなかった。
ックレス等の装飾品用材料や、歯科、カテーテル等の医
療用材料として従来Au、Pt等の貴金属が用いられている
が、これらの貴金属は軟らかいため、使用時の摩擦によ
りキズがつきやすいといった問題があった。この問題を
解決するため、AuやPtといった貴金属に他の金属を少量
添加して合金とすることにより硬さを増す方法が一般的
に用いられているが、このような合金としても、硬さ等
の点で充分満足がゆくものではなかった。
【０００９】また、このような装飾品の材料として前記
のような過冷金属を用いるという考えも上がってきた
が、最近報告されているインゴット状（鋳塊状）の過冷
金属はそのほとんどが成分としてNiを含有しており、こ
のNiを人体の皮膚と接触させた場合、発癌性やアレルギ
ーを起こす等の恐れが指摘されており、これらの過冷金
属を装飾品に用いることはできなかった。
のような過冷金属を用いるという考えも上がってきた
が、最近報告されているインゴット状（鋳塊状）の過冷
金属はそのほとんどが成分としてNiを含有しており、こ
のNiを人体の皮膚と接触させた場合、発癌性やアレルギ
ーを起こす等の恐れが指摘されており、これらの過冷金
属を装飾品に用いることはできなかった。
【００１０】さらに、従来の過冷金属は貴金属を多量含
有したものが少なく、資産価値の点からも装飾品として
は満足のゆくものではなかった。
有したものが少なく、資産価値の点からも装飾品として
は満足のゆくものではなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解決し、硬さが硬く、光沢に優れ、さらに加工
性が大きいといった性質を有し、貴金属を多量に含有
し、Niを含まないといった、装飾品用材料として好適な
合金を提供することを目的とする。
問題点を解決し、硬さが硬く、光沢に優れ、さらに加工
性が大きいといった性質を有し、貴金属を多量に含有
し、Niを含まないといった、装飾品用材料として好適な
合金を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記過冷
金属における現象を各種検討した結果、上記の条件とは
別に貴金属材料を中心として、P との合金において低融
点の化合物を作り、共晶点をもつ合金の組合せを中心に
鋭意研究した結果、Pt族系材料でバルクアモルファスを
見出すことに成功した。
金属における現象を各種検討した結果、上記の条件とは
別に貴金属材料を中心として、P との合金において低融
点の化合物を作り、共晶点をもつ合金の組合せを中心に
鋭意研究した結果、Pt族系材料でバルクアモルファスを
見出すことに成功した。
【００１３】上記課題を解決するための本発明は、Pt-P
d-Cu-Pより成り、各成分の割合が５≦Pt≦70at％，５≦
Pd≦50at％，５≦Cu≦50at％及び５≦P ≦30at％である
ことを特徴とする装飾材料のための過冷金属用合金であ
る。
d-Cu-Pより成り、各成分の割合が５≦Pt≦70at％，５≦
Pd≦50at％，５≦Cu≦50at％及び５≦P ≦30at％である
ことを特徴とする装飾材料のための過冷金属用合金であ
る。
【００１４】さらに、他の本発明は、Pt-Pd-Cu-Pより成
る合金で、各成分の割合が５≦Pt≦70at％，５≦Pd≦50
at％，５≦Cu≦50at％及び５≦P ≦30at％であり、さら
に該合金が溶解後10-1℃/sec〜10-2℃/secで冷却されて
いることを特徴とする装飾材料用過冷金属である。
る合金で、各成分の割合が５≦Pt≦70at％，５≦Pd≦50
at％，５≦Cu≦50at％及び５≦P ≦30at％であり、さら
に該合金が溶解後10-1℃/sec〜10-2℃/secで冷却されて
いることを特徴とする装飾材料用過冷金属である。
【００１５】上記の構成の過冷金属用合金は、溶解後比
較的ゆっくりした急冷をしても、容易に過冷状態とな
り、硬さが硬いといった特性を有する。さらにこの過冷
金属は光沢性もあり、貴金属も多量に含み、さらにNi成
分を全く含まないため、装飾用材料として非常に有用で
ある。
較的ゆっくりした急冷をしても、容易に過冷状態とな
り、硬さが硬いといった特性を有する。さらにこの過冷
金属は光沢性もあり、貴金属も多量に含み、さらにNi成
分を全く含まないため、装飾用材料として非常に有用で
ある。
【００１６】４元系合金として、各成分が前記濃度範囲
でバランスがとれていることにより過冷金属となるもの
であり、一成分でもこの範囲よりずれると結晶化してし
まい、過冷金属にならなくなる。
でバランスがとれていることにより過冷金属となるもの
であり、一成分でもこの範囲よりずれると結晶化してし
まい、過冷金属にならなくなる。
【００１７】本発明の過冷金属は、鋳造により最終製品
とする場合、そのままで硬さの硬い製品となる。さら
に、機械加工を施した場合、常温での切削はできても塑
性加工は硬過ぎて加工しにくいが、ガラス遷移温度〜結
晶化温度の間に加熱すると、超塑性を示し、加工しやす
くなる。
とする場合、そのままで硬さの硬い製品となる。さら
に、機械加工を施した場合、常温での切削はできても塑
性加工は硬過ぎて加工しにくいが、ガラス遷移温度〜結
晶化温度の間に加熱すると、超塑性を示し、加工しやす
くなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の過冷金属は、前記濃度範
囲で各成分を混ぜれば製造可能であるが、溶解を早める
ため粉末状金属を用いるのが好ましい。
囲で各成分を混ぜれば製造可能であるが、溶解を早める
ため粉末状金属を用いるのが好ましい。
【００１９】また、Cu成分は、純金属として加えても良
いが、P の濃度調製のため、リン銅化合物（Cu3P等）を
用いても良い。また、酸化防止の目的のため硼砂等を加
えることが好ましい。なお、Arガス等の不活性雰囲気中
で行うのが好ましく、溶融後は脱ガスと撹拌を兼ねてAr
ガス等をバブリングさせると良い。
いが、P の濃度調製のため、リン銅化合物（Cu3P等）を
用いても良い。また、酸化防止の目的のため硼砂等を加
えることが好ましい。なお、Arガス等の不活性雰囲気中
で行うのが好ましく、溶融後は脱ガスと撹拌を兼ねてAr
ガス等をバブリングさせると良い。
【００２０】溶解後の急冷は、特に方法は問わないが、
10-1℃/sec〜10-2℃/sec程度の急冷を行えば良い。手軽
な方法としては、石英管等のるつぼごと水中に漬けるこ
とにより達成できる。
10-1℃/sec〜10-2℃/sec程度の急冷を行えば良い。手軽
な方法としては、石英管等のるつぼごと水中に漬けるこ
とにより達成できる。
【００２１】＜実施例１＞成分濃度の割合を変えて各種
の合金を作製し、溶解後急冷して過冷金属となるか（ガ
ラス化するか）調査した。粉末状赤リン、小塊状Cu3P、
Pt粉末及びPd粉末を合計で100g、各成分の割合が表１の
ようになるように混合し、さらに硼砂5gを加えたものを
内径20φの片封じ石英管に入れ、Ar雰囲気の電気炉にて
加熱を開始した。1100℃まで加熱して溶解後、攪拌と脱
ガスを兼ね溶湯中にArガスを１分間バブリングした。そ
の後、溶解した金属を石英管ごと水中に漬けて急冷し
た。冷却後石英管を割り、試料をハイカッターで切り出
した。この試料を示差熱分析にかけ、そのガラス遷移温
度及び結晶化温度を測定することにより、試料のガラス
化度を調べた。さらに、試料のビッカース硬さも測定し
た。それらの結果を表１に示す。
の合金を作製し、溶解後急冷して過冷金属となるか（ガ
ラス化するか）調査した。粉末状赤リン、小塊状Cu3P、
Pt粉末及びPd粉末を合計で100g、各成分の割合が表１の
ようになるように混合し、さらに硼砂5gを加えたものを
内径20φの片封じ石英管に入れ、Ar雰囲気の電気炉にて
加熱を開始した。1100℃まで加熱して溶解後、攪拌と脱
ガスを兼ね溶湯中にArガスを１分間バブリングした。そ
の後、溶解した金属を石英管ごと水中に漬けて急冷し
た。冷却後石英管を割り、試料をハイカッターで切り出
した。この試料を示差熱分析にかけ、そのガラス遷移温
度及び結晶化温度を測定することにより、試料のガラス
化度を調べた。さらに、試料のビッカース硬さも測定し
た。それらの結果を表１に示す。
【表１】 このように本発明の合金は、比較的容易にガラス化度が
高くなり、硬さの硬いものが得られている。また、本発
明の過冷金属はすべて光沢も優れていた。
高くなり、硬さの硬いものが得られている。また、本発
明の過冷金属はすべて光沢も優れていた。
【００２２】＜実施例２＞実施例１で得られた過冷金属
のうち、No.11 の試料についてさらに機械加工を行っ
た。No.11 の試料は、ガラス遷移温度ＴG が289 ℃、結
晶化温度ＴX が348℃であり、常温ではもろく、塑性加
工しにくいものであったが、棒状の試料を300 ℃に加熱
し、両端を持って引っ張ったところ、非常に良く伸び細
い線状となった。
のうち、No.11 の試料についてさらに機械加工を行っ
た。No.11 の試料は、ガラス遷移温度ＴG が289 ℃、結
晶化温度ＴX が348℃であり、常温ではもろく、塑性加
工しにくいものであったが、棒状の試料を300 ℃に加熱
し、両端を持って引っ張ったところ、非常に良く伸び細
い線状となった。
【００２３】
【発明の効果】以上のように本発明の装飾材料のための
過冷金属用合金は、容易に過冷金属を作ることができ、
装飾用材料として大変有用なものである。また、本発明
の装飾材料用過冷金属は、硬さが硬く、摩擦を受けても
キズがつきにくく、また光沢性にも富み、加工性もあ
り、さらにNiを含まないため、この元素に起因する発癌
性やアレルギーの心配が無い等、多くの特徴を持ち、装
飾品に用いたとき大変優れた性質を発揮するものであ
る。
過冷金属用合金は、容易に過冷金属を作ることができ、
装飾用材料として大変有用なものである。また、本発明
の装飾材料用過冷金属は、硬さが硬く、摩擦を受けても
キズがつきにくく、また光沢性にも富み、加工性もあ
り、さらにNiを含まないため、この元素に起因する発癌
性やアレルギーの心配が無い等、多くの特徴を持ち、装
飾品に用いたとき大変優れた性質を発揮するものであ
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 Pt-Pd-Cu-Pより成り、各成分の割合が５
≦Pt≦70at％，５≦Pd≦50at％，５≦Cu≦50at％及び５
≦P ≦30at％であることを特徴とする装飾材料のための
過冷金属用合金。 - 【請求項２】 Pt-Pd-Cu-Pより成る合金で、各成分の割
合が５≦Pt≦70at％，５≦Pd≦50at％，５≦Cu≦50at％
及び５≦P ≦30at％であり、さらに該合金が溶解後10-1
℃/sec〜10-2℃/secで冷却されていることを特徴とする
装飾材料用過冷金属。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11066094A JP2000256811A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 装飾材料用過冷金属及び過冷金属用合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11066094A JP2000256811A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 装飾材料用過冷金属及び過冷金属用合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000256811A true JP2000256811A (ja) | 2000-09-19 |
Family
ID=13305953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11066094A Pending JP2000256811A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 装飾材料用過冷金属及び過冷金属用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000256811A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002012576A1 (fr) * | 2000-08-07 | 2002-02-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Alliages amorphe à base de métal noble |
| JP2007092106A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Tohoku Univ | 生体内使用部材用貴金属基金属ガラス合金 |
| US7412848B2 (en) | 2002-11-22 | 2008-08-19 | Johnson William L | Jewelry made of precious a morphous metal and method of making such articles |
| US7500987B2 (en) | 2002-11-18 | 2009-03-10 | Liquidmetal Technologies, Inc. | Amorphous alloy stents |
| US7575040B2 (en) | 2003-04-14 | 2009-08-18 | Liquidmetal Technologies, Inc. | Continuous casting of bulk solidifying amorphous alloys |
| US7588071B2 (en) | 2003-04-14 | 2009-09-15 | Liquidmetal Technologies, Inc. | Continuous casting of foamed bulk amorphous alloys |
| US7862957B2 (en) | 2003-03-18 | 2011-01-04 | Apple Inc. | Current collector plates of bulk-solidifying amorphous alloys |
| US8063843B2 (en) | 2005-02-17 | 2011-11-22 | Crucible Intellectual Property, Llc | Antenna structures made of bulk-solidifying amorphous alloys |
| US8501087B2 (en) | 2004-10-15 | 2013-08-06 | Crucible Intellectual Property, Llc | Au-base bulk solidifying amorphous alloys |
| US9724450B2 (en) | 2002-08-19 | 2017-08-08 | Crucible Intellectual Property, Llc | Medical implants |
| US11371108B2 (en) | 2019-02-14 | 2022-06-28 | Glassimetal Technology, Inc. | Tough iron-based glasses with high glass forming ability and high thermal stability |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11066094A patent/JP2000256811A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2002012576A1 (fr) * | 2000-08-07 | 2002-02-14 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | Alliages amorphe à base de métal noble |
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| US8445161B2 (en) | 2003-03-18 | 2013-05-21 | Crucible Intellectual Property, Llc | Current collector plates of bulk-solidifying amorphous alloys |
| US7588071B2 (en) | 2003-04-14 | 2009-09-15 | Liquidmetal Technologies, Inc. | Continuous casting of foamed bulk amorphous alloys |
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