JP5688615B2 - 非晶質合金、光学部品および光学部品の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、上記の非晶質合金を用いた光学部品およびその製造方法を提供するものである。
また、本発明の別の態様としての非晶質合金は、組成式Zr a M b Co x (MはAl、Cu、Niから選ばれる2種類以上の元素であり、a、b、xは原子組成百分率(at%)を示し、54.2≦a≦59.7、39.5≦b≦44.78、0.5≦x≦1.5の関係を満足し、且つa>bであり、a+b+xの合計は99.8以上である。)からなることを特徴とする。
上記の課題を解決する光学部品の製造方法は、上記の非晶質合金を、過冷却液体域ΔTx(ΔTx=結晶化温度Tx−ガラス転移点Tg)の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Tg以下まで冷却する工程を有することを特徴とする。
また、本発明は、上記の非晶質合金を用いた光学部品およびその製造方法を提供することができる。
本発明に係る非晶質合金は、組成式ZraMbCoxからなることを特徴とする。Mは、Al、Cu、Niから選ばれる2種類以上の元素である。a、b、xは原子組成百分率(at%)を示す。aは50≦a≦75、bは25≦b≦50、xは0.5≦x≦1.5の関係を満足し、a>bであり、a+b+xの合計は99.8以上である。なお、原子組成百分率(at%)とは、合金を構成する各元素の割合を表す。
図4は、本発明の光学部品の製造方法の一実施例を示す工程図である。図4では、金属鋳型への遠心鋳造により得られた合金から金型成形により反射光学素子を作成した。
上述の板製造の工程と、二次成形工程の手段は一例であり、他の手段によって得られた製品も含まれる。
アーク放電加熱にて純度99%以上のZr、Cu、Al、Co素材を混合・溶解しインゴットを作製し、高周波加熱により再溶融後、Arガスで石英製ノズルから溶湯を押出し、銅製ロールで急冷凝固させ、非晶質合金のリボン及び合金板(40×30×1mmt)を鋳造により作成した。なお、作成した非晶質合金は、アーク放電による溶解時に、不純物である酸素や低融点金属等は除去され、99.8%以上に精製されている。
表1には、上記の非晶質合金の組成、ガラス転移点Tg、結晶化温度Tx、過冷却液体域ΔTx、Tg点重量増加率、Tx点重量増加率、鋳造性、形状精度を示した。各値および評価結果は以下のようにして求めた。
(1)ガラス転移点Tg
図2(a)から(d)に示したグラフの吸熱屈曲点により求めた。
(2)結晶化温度Tx
図2(a)から(d)に示したグラフの発熱屈曲点により求めた。
前述の非晶質合金板40×30×1mmtの鋳造時の状態から求めた。
○:一連の工程が課題なく完了
×:何れかの工程にて課題発生
(6)形状精度
図4に示す熱間圧縮成形により二次成形を行なった時の形状精度(金型と成形品との差)を、非接触三次元表面形状測定装置により求めた。
比較実施例1では、室温からガラス転移点までの重量増加量と結晶化温度までの重量増加率が、Co元素の微量添加した合金である実験例1から3、及び比較実験例2から4と比較して著しい大きいことが判った。また、比較実験例2から4は鋳造性が低く、溶湯の粘度が高くなり、薄い板や、大きな板の作成が困難であった。特に比較実験例3、4では、鋳造が不完全なため、形状精度を測定することができなかった。
2 チャンバー
3 ハロゲンヒーター
4 真空排気口
5 セラミックスヒーター
6 上金型
7 非晶質合金板
8 下金型
9 成形中の金属板
10 リフレクター
11 胴型
12 カートリッジヒーター
13 光学製品
Claims (6)
- 組成式ZraMbCox(MはAl、Cu、Niから選ばれる2種類以上の元素であり、a、b、xは原子組成百分率(at%)を示し、54.2≦a≦59.7、39.5≦b≦44.78、0.5≦x≦1.5の関係を満足し、且つa>bであり、a+b+xの合計は99.8以上である。)からなることを特徴とする非晶質合金。
- 前記非晶質合金の結晶化温度をTx、ガラス転移点をTgとすると、過冷却液体域ΔTx(ΔTx=結晶化温度Tx−ガラス転移点Tg)の温度範囲が60K以上であることを特徴とする請求項1に記載の非晶質合金。
- 酸素存在下において室温からガラス転移点Tgまで加熱した時の前記非晶質合金の重量増加率が、ZraMb(MはAl、Cu、Niから選ばれる2種類以上の元素であり、a、bは原子組成百分率(at%)を示し、40≦a≦75、25≦b≦50の関係を満足し、且つa>bである。)の重量増加率の1/2倍以下であること特徴とする請求項1又は2に記載の非晶質合金。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の非晶質合金を用いた光学部品。
- 前記光学部品の非晶質相の体積率が、少なくとも80%以上を占めていることを特徴とする請求項4に記載の光学部品。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の非晶質合金を、過冷却液体域ΔTx(ΔTx=結晶化温度Tx−ガラス転移点Tg)の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Tg以下まで冷却する工程を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
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