JP4782662B2 - 多孔性金属ガラス及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1乃至図3は各々Y、Ti及びZrのpH−電位グラフである。図1乃至図3に示したように、Y、Ti及びZrは各々特有な電気化学的動きを示す。
本発明の実施例では非混和性に基づいて、元素を選択する。元素は陰電気とWigner−Seitz原子セル境界の電子密度により金属間化合物や固溶体を形成する。しかし、大分異なる電気的特性、例えば、セル境界密度の共通値で求めた電子密度を有する金属はその電子密度が連続しないので、互いに混ざらない。
まず、Ti−Y−Al−Co合金を次のような方法で製造した。Ti、Al、Co及びYを含む溶融金属を105K/secを越える速度で冷却してTi−Al−Co合金及びY−Al−Co合金になる非晶質相を形成した。例えば、溶融スピニング方法によってTi系統ガラス合金及びY系統ガラス合金を厚さ30mm、幅7mm、長さ数メートルの薄いリボン状に製造した。
前述のように、Ti及びYは固体状態で互いにあまりよく混ざり合わない特性を有する。従ってTi、Al、Y及びCoを含む溶融金属から非晶質を製造する場合、Ti−Al−Co及びY−Al−Coに分離された2相の非晶質が形成された。
本発明の実験例では選択腐蝕方法を利用して、特定元素を非晶質相から除去した。特に、多数の気孔を形成するための選択腐蝕方法は互いに隔離されて隣接する2個の非晶質相を有する合金に好適である。
EDS分析によって、多孔性金属ガラスの化学組成を分析した。次の表1はEDS分析結果を示す。初期組成とは対照的に、Ti量が増加した反面Y相は著しく減少したことが分かった。一方、Al量とCo量はほとんど一定であった。従って、非晶質相のY元素が試片から除去されることが分かった。それにも拘わらず、一部のY元素は依然として存在する。
多孔性金属ガラスの表面積をN2ガス吸収方法によって測定した。BET(Brunauer−Emmett−Teller)法を利用して、多孔性金属ガラスの表面積を測定した。BET法は沸点でのガスの化学吸収によって、固体の表面積を決定するのに最も良い方法である。BET法によって、表面積を求めるため、必要な数式は次の通りである。
VSTP=Va/W×[273.15/(273.15+Ta)]×Pa/760mmHg
Vm= VSTP×(1−P/Po)
S.A=Vm/22414×6.023×1023×Am
Claims (14)
- 50. 0at%乃至70. 0at%のTi、0.5at%乃至10.0at%のY、10.0at%乃至30.0at%のAl、10.0at%乃至30.0at%のCo及びその他の不純物を含み、Ti+Y+Al+Co+その他の不純物=100.0at%であることを特徴とする多孔性金属ガラス。
- 前記多孔性金属ガラスは互いに隔離されて隣接した2ケ以上の非晶質相を含み、前記2ケ以上の非晶質相のうちの第1非晶質相はTi56Al24Co20非晶質相であり、第2非晶質相はY 、 Al 、 及びCoからなる非晶質相であることを特徴とする請求項1に記載の多孔性金属ガラス。
- 前記多孔性金属ガラスの気孔寸法が、10nm乃至500nmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の多孔性金属ガラス。
- 50.0at%乃至70.0at%のZr、0.5at%乃至10.0at%のY、10.0at%乃至30.0at%のAl、10.0at%乃至30.0at%のCo及びその他の不純物を含み、Zr+Y+Al+Co+その他の不純物=100.0at%であることを特徴とする多孔性金属ガラス。
- 前記多孔性金属ガラスは互いに連結された2ケ以上の非晶質相を含み、前記2ケ以上の非晶質相のうちの第1非晶質相はZr55Al20Co25非晶質相であり、第2非晶質相はY 、 Al 、 及びCoからなる非晶質相であることを特徴とする請求項4に記載の多孔性金属ガラス。
- 前記多孔性金属ガラスの気孔寸法が、10nm乃至500nmであることを特徴とする請求項4又は5に記載の多孔性金属ガラス。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の多孔性金属ガラスの製造方法であって、
Ti、Y、Al、Co及びその他の不純物を含む金属ガラスを溶融する段階、
前記金属ガラスを急冷させて非晶質相を形成する段階、及び
電気化学的方法によって、前記金属ガラスを選択腐食して、多孔性網構造を形成する段階
を含むことを特徴とする多孔性金属ガラスの製造方法。 - 前記非晶質相を形成する段階は、前記金属ガラスに2ケ以上の非晶質相を形成し、前記2ケ以上の非晶質相はTi56Al24Co20非晶質相及びY56Al24Co20非晶質相を含むことを特徴とする請求項7に記載の多孔性金属ガラスの製造方法。
- 前記Ti56Al24Co20非晶質相は50.0at%乃至80.0at%であり、前記Y56Al24Co20非晶質相は20.0at%乃至50.0at%であることを特徴とする請求項8に記載の多孔性金属ガラスの製造方法。
- 前記多孔性網構造を形成する段階において、前記電気化学的方法によって、前記Y56Al24Co20非晶質相を選択腐蝕することを特徴とする請求項8又は9に記載の多孔性金属ガラスの製造方法。
- 請求項4〜6のいずれか1項に記載の多孔性金属ガラスの製造方法であって、
Zr、Y、Al、Co及びその他の不純物を含む金属ガラスを溶融する段階、
前記金属ガラスを急冷させて非晶質相を形成する段階、及び
電気化学的方法によって、前記金属ガラスを選択腐食して、多孔性網構造を形成する段階
を含むことを特徴とする多孔性金属ガラスの製造方法。 - 前記非晶質相を形成する段階は、前記金属ガラスに2ケ以上の非晶質相を形成し、前記2ケ以上の非晶質相のうちの第1非晶質相はZr55Al20Co25非晶質相であり、第2非晶質相はY56Al24Co20非晶質相であることを特徴とする請求項11に記載の多孔性金属ガラスの製造方法。
- 前記Zr55Al20Co25非晶質相は45.0at%乃至55.0at%であり、前記Y56Al24Co20非晶質相は45.0at%乃至55.0at%であることを特徴とする請求項12に記載の多孔性金属ガラスの製造方法。
- 前記多孔性網構造を形成する段階において、電気化学的方法によって、前記Y56Al24Co20非晶質相を選択腐食することを特徴とする請求項12又は13に記載の多孔性ガラスの製造方法。
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