JPH0754086A - Ti−Cu系非晶質合金 - Google Patents
Ti−Cu系非晶質合金Info
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- JPH0754086A JPH0754086A JP20067493A JP20067493A JPH0754086A JP H0754086 A JPH0754086 A JP H0754086A JP 20067493 A JP20067493 A JP 20067493A JP 20067493 A JP20067493 A JP 20067493A JP H0754086 A JPH0754086 A JP H0754086A
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- Japan
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- amorphous
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- amorphous phase
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 加工性に優れたTi−Cu系非晶質合金を提
供すること。 【構成】 主成分の組成がTi100-aCua(ただし、a
は原子%であって30≦a≦50)で示され、かつ、非
晶質相を有する合金であって、主成分の0.1〜20原
子%がAl,Si,Cr,Mn,Co,V,Fe,N
i,Zr,Nb,Pd,Agから選ばれる少なくとも一
種の元素で置換された組成を有するTi−Cu系非晶質
合金。
供すること。 【構成】 主成分の組成がTi100-aCua(ただし、a
は原子%であって30≦a≦50)で示され、かつ、非
晶質相を有する合金であって、主成分の0.1〜20原
子%がAl,Si,Cr,Mn,Co,V,Fe,N
i,Zr,Nb,Pd,Agから選ばれる少なくとも一
種の元素で置換された組成を有するTi−Cu系非晶質
合金。
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、主成分の組成がTi
100-aCua(ただし、aは原子%であって30≦a≦5
0)で示され、かつ、非晶質層を有する合金であって、
主成分の0.1〜20原子%がAl,Si,Cr,M
n,Co,V,Fe,Ni,Zr,Nb,Pd,Agか
ら選ばれる少なくとも一種の元素で置換された組成を有
するTi−Cu系非晶質合金である。
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、主成分の組成がTi
100-aCua(ただし、aは原子%であって30≦a≦5
0)で示され、かつ、非晶質層を有する合金であって、
主成分の0.1〜20原子%がAl,Si,Cr,M
n,Co,V,Fe,Ni,Zr,Nb,Pd,Agか
ら選ばれる少なくとも一種の元素で置換された組成を有
するTi−Cu系非晶質合金である。
【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,Cr,M
n,Co,V,Fe,Ni,Zr,Nb,Pd,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,Cr,M
n,Co,V,Fe,Ni,Zr,Nb,Pd,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
量を0.1〜20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%、Vは0.1
〜5原子%と少ない添加量で特に有効的に働く元素であ
り、Al,Si,Cr,Mn,Fe,Nd,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、Co,Ni,Zrは0.1〜20原子%と比較的広
い範囲で、同等の効果が維持される元素である。
量を0.1〜20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%、Vは0.1
〜5原子%と少ない添加量で特に有効的に働く元素であ
り、Al,Si,Cr,Mn,Fe,Nd,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、Co,Ni,Zrは0.1〜20原子%と比較的広
い範囲で、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,Cr,
Mn,Co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V,Fe,Ni,Zr,Nb,Pd,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3〜6は表1及び図
1または2に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
すものであり、図3はTi48.5Cu48.5Zr3合金の示
差走査熱量分析曲線であり、これによりTxが430.
6℃、Tgが389.3℃であり、△Tが41.3であ
ることが分かる。
Mn,Co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V,Fe,Ni,Zr,Nb,Pd,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3〜6は表1及び図
1または2に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
すものであり、図3はTi48.5Cu48.5Zr3合金の示
差走査熱量分析曲線であり、これによりTxが430.
6℃、Tgが389.3℃であり、△Tが41.3であ
ることが分かる。
【0015】同様に図4はTi45Cu45Zr10、図5は
Ti47.5Cu47.5Cr5、図6はTi48.5Cu48.5Nb3
についての示差走査熱量分析曲線であり、図4よりTx
は417.4℃、Tgは364.6℃、△Tは52.8
であり、図5よりTxは438.6℃、Tgは380.
7℃、△Tは57.9であり、図6よりTxは426.
4℃、Tg373.3℃、△Tは53.1であることが
分かる。
Ti47.5Cu47.5Cr5、図6はTi48.5Cu48.5Nb3
についての示差走査熱量分析曲線であり、図4よりTx
は417.4℃、Tgは364.6℃、△Tは52.8
であり、図5よりTxは438.6℃、Tgは380.
7℃、△Tは57.9であり、図6よりTxは426.
4℃、Tg373.3℃、△Tは53.1であることが
分かる。
【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7に示
す。図7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7に示
す。図7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】Ti48.5Cu48.5Zr3合金の示差走査熱量分
析曲線の図表、
析曲線の図表、
【図4】Ti45Cu45Zr10合金の示差走査熱量分析曲
線の図表、
線の図表、
【図5】Ti47.5Cu47.5Cr5合金の示差走査熱量分
析曲線の図表、
析曲線の図表、
【図6】Ti48.5Cu48.5Nb3合金の示差走査熱量分
析曲線の図表、
析曲線の図表、
【図7】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
Claims (1)
- 【請求項1】 主成分の組成がTi100-aCua(ただ
し、aは原子%であって30≦a≦50)で示され、か
つ、非晶質相を有する合金であって、主成分の0.1〜
20原子%がAl,Si,Cr,Mn,Co,V,F
e,Ni,Zr,Nb,Pd,Agから選ばれる少なく
とも一種の元素で置換された組成を有することを特徴と
するTi−Cu系非晶質合金。
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 true JPH0754086A (ja) | 1995-02-28 |
JP2997381B2 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) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999049095A1 (fr) * | 1998-03-25 | 1999-09-30 | Japan Science And Technology Corporation | Alliage amorphe a base de titane |
EP1354976A1 (en) * | 2000-12-27 | 2003-10-22 | Japan Science and Technology Corporation | Cu-base amorphous alloy |
WO2004106575A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Korea Institute Of Industrial Technology | Cu-based amorphous alloy composition |
KR100707559B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2007-04-13 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 티타늄재 및 그 제조방법 |
JP2009052131A (ja) * | 2007-08-01 | 2009-03-12 | Tohoku Univ | Ti−Cu−Zr−Pd金属ガラス合金 |
US20120247550A1 (en) * | 2011-03-28 | 2012-10-04 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Conductive paste and electronic device and solar cell including an electrode formed using the conductive paste |
CN111394665A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-10 | 山东大学 | 一种TiCuZrPdFe非晶合金及其制备方法 |
-
1993
- 1993-08-12 JP JP5200674A patent/JP2997381B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1354976A1 (en) * | 2000-12-27 | 2003-10-22 | Japan Science and Technology Corporation | Cu-base amorphous alloy |
EP1354976A4 (en) * | 2000-12-27 | 2009-04-29 | Japan Science & Tech Agency | AMORPHOUS ALLOY COPPER BASE |
WO2004106575A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Korea Institute Of Industrial Technology | Cu-based amorphous alloy composition |
KR100707559B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2007-04-13 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 티타늄재 및 그 제조방법 |
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US9039943B2 (en) * | 2011-03-28 | 2015-05-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Conductive paste and electronic device and solar cell including an electrode formed using the conductive paste |
CN111394665A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-10 | 山东大学 | 一种TiCuZrPdFe非晶合金及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2997381B2 (ja) | 2000-01-11 |
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