JP2997381B2 - Ti−Cu系非晶質合金 - Google Patents
Ti−Cu系非晶質合金Info
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- JP2997381B2 JP2997381B2 JP5200674A JP20067493A JP2997381B2 JP 2997381 B2 JP2997381 B2 JP 2997381B2 JP 5200674 A JP5200674 A JP 5200674A JP 20067493 A JP20067493 A JP 20067493A JP 2997381 B2 JP2997381 B2 JP 2997381B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はTi−Cu系非晶質合
金、特に、非晶質化が容易で、かつ、種々の加工が容易
に行なえる非晶質合金に関する。
金、特に、非晶質化が容易で、かつ、種々の加工が容易
に行なえる非晶質合金に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、強度の向上を狙ったチタン基非晶
質合金としては、特開平3−219035号公報に開示
されたものが知られている。しかしながら、一般的に非
晶質合金は、押出し、圧延、鍛造及びホットプレスなど
の種々の加工が容易に行なえないのが現状である。これ
は非晶質特性を有する加工物を得るためには、温度制
御、加工時間の厳密な制御が必要であるためである。特
に非晶質合金のバルク材の成形はアトマイズ等の作製手
段により粉末を得て、これを押出し、プレスなどの加工
成形によって作製するが、この成形条件が厳しく非晶質
相を含む非晶質合金バルク材をつくることは困難であ
る。また、この際の加工は結晶化温度以下で加工を行わ
なければならないので、大きな成形圧力等が必要とな
る。
質合金としては、特開平3−219035号公報に開示
されたものが知られている。しかしながら、一般的に非
晶質合金は、押出し、圧延、鍛造及びホットプレスなど
の種々の加工が容易に行なえないのが現状である。これ
は非晶質特性を有する加工物を得るためには、温度制
御、加工時間の厳密な制御が必要であるためである。特
に非晶質合金のバルク材の成形はアトマイズ等の作製手
段により粉末を得て、これを押出し、プレスなどの加工
成形によって作製するが、この成形条件が厳しく非晶質
相を含む非晶質合金バルク材をつくることは困難であ
る。また、この際の加工は結晶化温度以下で加工を行わ
なければならないので、大きな成形圧力等が必要とな
る。
【0003】そのため非晶質相が安定で過冷却液体領域
の温度幅が広く、温度制御、加工時間の制御が比較的容
易に行なえる非晶質合金が望まれていた。上記公報に示
されるTi−Si系、Ti−Al系においては過冷却液
体領域が小さいかあるいはこの領域が存在しないもので
あり、非晶質化、加工性の点で問題を有している。Ti
−Cu非晶質合金は、従来より知られており、非晶質化
及び種々の加工が比較的容易に行なえるものである。こ
の合金の過冷却液体領域の温度幅は27Kと大きなもの
であるが、種々の加工の際の温度制御、加工時間の制御
などを考慮した場合、さらに改善の余地がある。
の温度幅が広く、温度制御、加工時間の制御が比較的容
易に行なえる非晶質合金が望まれていた。上記公報に示
されるTi−Si系、Ti−Al系においては過冷却液
体領域が小さいかあるいはこの領域が存在しないもので
あり、非晶質化、加工性の点で問題を有している。Ti
−Cu非晶質合金は、従来より知られており、非晶質化
及び種々の加工が比較的容易に行なえるものである。こ
の合金の過冷却液体領域の温度幅は27Kと大きなもの
であるが、種々の加工の際の温度制御、加工時間の制御
などを考慮した場合、さらに改善の余地がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は過冷却液体領
域の温度幅が広く、これにより非晶質化が容易に行な
え、かつ種々の加工が容易に行なえるとともに、加工後
においても、非晶質相を維持することができ、非晶質特
有の優れた特性を維持することができるTi−Cu系非
晶質合金を提供しようとするものである。
域の温度幅が広く、これにより非晶質化が容易に行な
え、かつ種々の加工が容易に行なえるとともに、加工後
においても、非晶質相を維持することができ、非晶質特
有の優れた特性を維持することができるTi−Cu系非
晶質合金を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、Ti−Cu系非晶質合金に特定の金属を添
加することによって、その非晶質相を安定化させようと
するものである。すなわち、本発明の構成は、特許請求
の範囲に記載されているとおり、下記一般式で表わされ
る組成を有し、非晶質相を有し、かつ、過冷却液体領域
の温度幅が△T>27Kであることを特徴とするTi−
Cu系非晶質合金。一般式 (Ti100-aCua)100-bMb ただし、aおよびbは原子%であって、 30≦a≦50 0.1≦b≦10 MはAl、Si、Mn、Pd、Agから選ばれる少なく
とも一種の元素。
の本発明は、Ti−Cu系非晶質合金に特定の金属を添
加することによって、その非晶質相を安定化させようと
するものである。すなわち、本発明の構成は、特許請求
の範囲に記載されているとおり、下記一般式で表わされ
る組成を有し、非晶質相を有し、かつ、過冷却液体領域
の温度幅が△T>27Kであることを特徴とするTi−
Cu系非晶質合金。一般式 (Ti100-aCua)100-bMb ただし、aおよびbは原子%であって、 30≦a≦50 0.1≦b≦10 MはAl、Si、Mn、Pd、Agから選ばれる少なく
とも一種の元素。
【0006】ここでaを30〜50原子%としたのは、
この範囲で非晶質相を含む合金が得られるとともに、上
記範囲で過冷却液体領域が存在し、この温度幅も27K
以下ではあるが、比較的広いためである。主成分の一部
を置換する元素(添加元素)は、Al,Si,Mn,P
d,Agから選ばれる少なくとも1種の元素であるが、
これらの元素を添加することにより、非晶質相を安定化
させることができるとともに、過冷却液体領域幅を拡大
し、非晶質化及び加工性を向上させることができる。
この範囲で非晶質相を含む合金が得られるとともに、上
記範囲で過冷却液体領域が存在し、この温度幅も27K
以下ではあるが、比較的広いためである。主成分の一部
を置換する元素(添加元素)は、Al,Si,Mn,P
d,Agから選ばれる少なくとも1種の元素であるが、
これらの元素を添加することにより、非晶質相を安定化
させることができるとともに、過冷却液体領域幅を拡大
し、非晶質化及び加工性を向上させることができる。
【0007】ここで主成分であるTiやCuを置換する
量、すなわちbを0.1〜10原子%としたのは、この
範囲でTi−Cu2元系が示す過冷却液体領域の温度幅
27K以上を示し、非晶質化及び加工性の改善が行なえ
るためである。以下、上記置換元素について、より有効
な範囲を具体的に記載する。Agは0.1〜3原子%、
Al,Si,Mn,Pdは0.1〜10原子%と比較的
少ない添加量で特に有効に働き、同等の効果が維持され
る元素である。
量、すなわちbを0.1〜10原子%としたのは、この
範囲でTi−Cu2元系が示す過冷却液体領域の温度幅
27K以上を示し、非晶質化及び加工性の改善が行なえ
るためである。以下、上記置換元素について、より有効
な範囲を具体的に記載する。Agは0.1〜3原子%、
Al,Si,Mn,Pdは0.1〜10原子%と比較的
少ない添加量で特に有効に働き、同等の効果が維持され
る元素である。
【0008】以上のことから、少ない添加量で有効な作
用を示させるためには、その添加量が0.1〜10原子
%が好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%であ
る。次に過冷却液体領域について説明する。過冷却液体
領域の温度幅(△T)は、安定な非晶質合金が示すガラ
ス遷移温度(Tg)と結晶化温度(Tx)との温度幅で
ある。ガラス遷移温度は合金を示差走査熱量分析を行な
うことによって得られる曲線において、曲線上で吸熱反
応が起こる部分で、その曲線の立上り部と基線の外挿が
交わる点での温度がガラス遷移温度(Tg)であり、逆
に発熱反応が起る部分で、上記と同様にして得られた温
度が結晶化温度(Tx)である。
用を示させるためには、その添加量が0.1〜10原子
%が好ましく、より好ましくは0.1〜5原子%であ
る。次に過冷却液体領域について説明する。過冷却液体
領域の温度幅(△T)は、安定な非晶質合金が示すガラ
ス遷移温度(Tg)と結晶化温度(Tx)との温度幅で
ある。ガラス遷移温度は合金を示差走査熱量分析を行な
うことによって得られる曲線において、曲線上で吸熱反
応が起こる部分で、その曲線の立上り部と基線の外挿が
交わる点での温度がガラス遷移温度(Tg)であり、逆
に発熱反応が起る部分で、上記と同様にして得られた温
度が結晶化温度(Tx)である。
【0009】本発明の非晶質合金は、非常に幅が広い過
冷却液体領域幅(Tx−Tg)を示し、この領域では過
冷却液体状態にあり、広い応力で大きな変形ができ、極
めて優れた加工性を示し、このことにより複雑形状の部
材や大きな塑性流動を要する加工を必要とするものなど
に有用である。本発明の合金の非晶質温度は非常に広く
組成によっては温度幅が50K以上である。この過冷却
液体状態の温度域では低圧力下で容易にそして無制限に
塑性変形するとともに、加工時の温度制御、加工時間の
制御が緩和でき、押出、圧延、鍛造及びホットプレスな
どの従来の加工法で容易に加工及び固化成形できる。
又、同様の理由により、他の合金粉末と混合することに
より低温度、低圧力で複合材の固化成形も容易にする。
また、本発明の合金は非晶質化し易く水焼入れによって
も得ることができる。
冷却液体領域幅(Tx−Tg)を示し、この領域では過
冷却液体状態にあり、広い応力で大きな変形ができ、極
めて優れた加工性を示し、このことにより複雑形状の部
材や大きな塑性流動を要する加工を必要とするものなど
に有用である。本発明の合金の非晶質温度は非常に広く
組成によっては温度幅が50K以上である。この過冷却
液体状態の温度域では低圧力下で容易にそして無制限に
塑性変形するとともに、加工時の温度制御、加工時間の
制御が緩和でき、押出、圧延、鍛造及びホットプレスな
どの従来の加工法で容易に加工及び固化成形できる。
又、同様の理由により、他の合金粉末と混合することに
より低温度、低圧力で複合材の固化成形も容易にする。
また、本発明の合金は非晶質化し易く水焼入れによって
も得ることができる。
【0010】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶融
合金を作り、これを先端に小孔を有する石英管に装入
し、加熱溶融した後、その石英管を銅製の直径200m
mのロールの直上に設置し、回転数5000rpmの高
速回転下、石英管内の溶融合金をアルゴン加圧下(0.
7kg/cm2)により、石英管の小孔から噴出し、ロ
ールの表面と接触させることにより急冷凝固させて薄帯
を得る。すなわち、単ロール法により薄帯を作製する。
する。高周波溶解炉により所定の成分組成を有する溶融
合金を作り、これを先端に小孔を有する石英管に装入
し、加熱溶融した後、その石英管を銅製の直径200m
mのロールの直上に設置し、回転数5000rpmの高
速回転下、石英管内の溶融合金をアルゴン加圧下(0.
7kg/cm2)により、石英管の小孔から噴出し、ロ
ールの表面と接触させることにより急冷凝固させて薄帯
を得る。すなわち、単ロール法により薄帯を作製する。
【0011】上記製造条件により表1に示すような組成
の合金薄帯を得た。それぞれの供試薄帯につき、示差走
査熱量分析を行ない、得られた示差熱量分析曲線をもと
に結晶化温度(Tx)とガラス遷移温度(Tg)とを求
め、求められたTxとTgとから過冷却液体領域の温度
幅(△T)を求めた。この結果を表1に示す。なお、比
較のためTi50Cu50からなる非晶質合金を作製し、上
記と同様に△Tを求めた。その結果、比較材(Ti50C
u50)の△Tは27Kであった。
の合金薄帯を得た。それぞれの供試薄帯につき、示差走
査熱量分析を行ない、得られた示差熱量分析曲線をもと
に結晶化温度(Tx)とガラス遷移温度(Tg)とを求
め、求められたTxとTgとから過冷却液体領域の温度
幅(△T)を求めた。この結果を表1に示す。なお、比
較のためTi50Cu50からなる非晶質合金を作製し、上
記と同様に△Tを求めた。その結果、比較材(Ti50C
u50)の△Tは27Kであった。
【0012】
【表1】
【0013】上記表1によれば、本発明の合金は、比較
材の△Tよりも大きいことが判るとともに最も大きなも
のでは、△Tが63.6Kと比較材の2倍以上であるこ
とが判る。以上より本発明の合金は、過冷却液体領域す
なわち、非晶質温度領域の温度幅が広く、これにより非
晶質化が容易に行なえ、かつ種々の加工が容易に行なえ
るとともに、加工後においても非晶質相を維持すること
ができ、非晶質特有の優れた特性を維持することができ
るものであることが判る。以下、各添加元素に基づき、
過冷却液体領域の温度幅について、図面に基づき具体的
に説明する。
材の△Tよりも大きいことが判るとともに最も大きなも
のでは、△Tが63.6Kと比較材の2倍以上であるこ
とが判る。以上より本発明の合金は、過冷却液体領域す
なわち、非晶質温度領域の温度幅が広く、これにより非
晶質化が容易に行なえ、かつ種々の加工が容易に行なえ
るとともに、加工後においても非晶質相を維持すること
ができ、非晶質特有の優れた特性を維持することができ
るものであることが判る。以下、各添加元素に基づき、
過冷却液体領域の温度幅について、図面に基づき具体的
に説明する。
【0014】図1は添加元素としてAl,Si,Mnを
選んだときの添加量と過冷却液体領域の温度幅(△T)
の関係を示すグラフであり、図2は添加元素として、P
d,Agを選んだときの添加量と過冷却液体領域の温度
幅(△T)の関係を示すグラフである。また、図4は比
較材であるTi 60 Al 10 Ni 30 で示される合金につい
て、40K/minで加熱した示差走査熱量分析を行な
った結果を具体的に示すものである。
選んだときの添加量と過冷却液体領域の温度幅(△T)
の関係を示すグラフであり、図2は添加元素として、P
d,Agを選んだときの添加量と過冷却液体領域の温度
幅(△T)の関係を示すグラフである。また、図4は比
較材であるTi 60 Al 10 Ni 30 で示される合金につい
て、40K/minで加熱した示差走査熱量分析を行な
った結果を具体的に示すものである。
【0015】
【0016】なお、比較材(Ti60Al10Ni30)につ
いても、示差走査熱量分析を行なった結果を図3に示
す。図3に示される示差走査熱量分析曲線から、本願合
金で示されるTgが存在していないことが分かる。更に
本願合金について構造及び硬度を測定した結果を表2に
示す。
いても、示差走査熱量分析を行なった結果を図3に示
す。図3に示される示差走査熱量分析曲線から、本願合
金で示されるTgが存在していないことが分かる。更に
本願合金について構造及び硬度を測定した結果を表2に
示す。
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】なお、表中構造に示されるAは非晶質であ
ることを示し、硬度は50g荷重の微小ビッカース硬度
計による測定値(DPN)である。表2および表3によ
れば、本発明の合金は、硬度に優れていることがわか
る。以上より本発明の合金は加工性に優れているととも
に高硬度であることが分かる。
ることを示し、硬度は50g荷重の微小ビッカース硬度
計による測定値(DPN)である。表2および表3によ
れば、本発明の合金は、硬度に優れていることがわか
る。以上より本発明の合金は加工性に優れているととも
に高硬度であることが分かる。
【0020】
【発明の効果】以上、説明したように、Ti−Cu系非
晶質合金に他の元素を添加した本発明の合金は非晶質温
度領域が広くなるので加工し易く、非晶質合金の特性を
維持した製品を得ることができる。
晶質合金に他の元素を添加した本発明の合金は非晶質温
度領域が広くなるので加工し易く、非晶質合金の特性を
維持した製品を得ることができる。
【図1】Ti−Cu系非晶質合金に加えた添加元素の量
と非晶質温度範囲の関係を示す図表、
と非晶質温度範囲の関係を示す図表、
【図2】同上、
【図3】Ti60Al10Ni30合金の示差走査熱量分析曲
線の図表。
線の図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地川内住宅 11−806 (72)発明者 福井 英夫 宮城県仙台市若林区若林3−15−15 (56)参考文献 特開 昭63−201070(JP,A) 特開 平2−11293(JP,A) 特開 昭54−29816(JP,A) 特開 平6−264199(JP,A) 特開 平6−264200(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 14/00 - 45/10
Claims (1)
- 【請求項1】 下記一般式で表わされる組成を有し、非
晶質相を有し、かつ、過冷却液体領域の温度幅が△T>
27Kであることを特徴とするTi−Cu系非晶質合
金。 一般式 (Ti100-aCua)100-bMb ただし、aおよびbは原子%であって、 30≦a≦50 0.1≦b≦10 MはAl、Si、Mn、Pd、Agから選ばれる少なく
とも一種の元素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5200674A JP2997381B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Ti−Cu系非晶質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5200674A JP2997381B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Ti−Cu系非晶質合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0754086A JPH0754086A (ja) | 1995-02-28 |
JP2997381B2 true JP2997381B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=16428359
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5200674A Expired - Fee Related JP2997381B2 (ja) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Ti−Cu系非晶質合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2997381B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3933713B2 (ja) * | 1998-03-25 | 2007-06-20 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Ti基非晶質合金 |
JP4011316B2 (ja) * | 2000-12-27 | 2007-11-21 | 独立行政法人科学技術振興機構 | Cu基非晶質合金 |
WO2004106575A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Korea Institute Of Industrial Technology | Cu-based amorphous alloy composition |
US20060003174A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Titanium material and method for manufacturing the same |
JP5110469B2 (ja) * | 2007-08-01 | 2012-12-26 | 国立大学法人東北大学 | Ti−Cu−Zr−Pd金属ガラス合金 |
KR101796658B1 (ko) * | 2011-03-28 | 2017-11-13 | 삼성전자주식회사 | 도전성 페이스트, 상기 도전성 페이스트를 사용하여 형성된 전극을 포함하는 전자 소자 및 태양 전지 |
CN111394665B (zh) * | 2020-04-26 | 2021-04-16 | 山东大学 | 一种TiCuZrPdFe非晶复合材料及其制备方法 |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP5200674A patent/JP2997381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0754086A (ja) | 1995-02-28 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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