JPS6215630B2 - - Google Patents
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- JPS6215630B2 JPS6215630B2 JP58128709A JP12870983A JPS6215630B2 JP S6215630 B2 JPS6215630 B2 JP S6215630B2 JP 58128709 A JP58128709 A JP 58128709A JP 12870983 A JP12870983 A JP 12870983A JP S6215630 B2 JPS6215630 B2 JP S6215630B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D10/00—Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
最近、アモルフアス金属は優れた物理性的び化
学的特性の為、工学の広範な分野で機能性に富ん
だ新素材として注目されている。これらアモルフ
アス金属の製作法としては、これまでに液体急冷
法と蒸着法の２つの方法が確立されているが、現
在では前者が主流となつている。同方法は対象と
する金属を一旦加熱して融体とした後、高速回転
する銅板等にノズルを通して吹きつけることによ
つて急速冷却し、目的とするアモルフアス金属を
得るものであるが、この方法では(1)大きな急冷速
度を得ることが必須の条件となる為、製品の形状
がリボン状又は線状のものに制約され、肉厚のも
のはもちろんその表面だけをアモルフアス化する
こともできない、(2)急冷速度の制御が困難な為、
得られる製品のアモルフアス度（不規則度）を調
整することができない、等の欠点が不可避的に生
じ、その結果、得られる製品の実用上の利用範囲
は狭く限定されている。また、後者の蒸着法は、
対象とする金属を一旦気化させ、これを基板上に
凝集成長させてアモルフアス金属を得るもので、
液体急冷法の場合よりも更に極薄の製品しか製作
できない上に、コストも極めて高いものとなる欠
点がある。 また、構造部材の表面に、クロム、燐、炭素及
び通常の不純物から成る混合粉末を塗布後、塗布
面をレーザービーム又は電子ビームで照射するこ
とにより急速加熱、急速冷却を施し、構造部材金
属−クロム−燐−炭素の非晶質層を形成する方法
（特開昭57−200536号）が発表されているが、同
方法は安価で優れた耐食性及び耐摩耗性を有する
非晶質層を構造部材表面に得ることを目的とする
ものであり、所要の形状及び寸法のアモルフアス
金属を安価に迅速に製造することを目的とするも
のではなく、アモルフアス材料が特定混合粉末に
制約される上に、アモルフアス材料の塗布、急速
加熱及び急速冷却を必要とし、さらに生成するア
モルフアスが特定の一物質に限定される欠点があ
つた。 本発明はこれ等の従来方法の欠点を解消するこ
とを目的とする。 本発明はまた、所要の形状及び寸法のアモルフ
アス金属を安価に製造することを目的とする。 本発明はまた、金属を迅速に設計値通りの不規
則度を有するアモルフアスに変態させることを目
的とする。 本発明は、金属を電子線により照射してアモル
フアス金属を製造するにあたり、NiTi、Fe2Ti、
Zr2Al及びV3Siから成る群から選択した金属間化
合物の結晶に原子変位損傷を与えるのに十分なエ
ネルギーを持つ電子線によつて、当該金属によつ
て定まる臨界値以上の電子線密度で、且つ、照射
温度を前記電子線密度と当該金属とによつて定ま
る臨界温度以下の照射温度で照射し、導入される
格子欠陥の濃度を制御することによつて、任意の
不規則度のアモルフアス状態を得ることを特徴と
するアモルフアス金属の製造方法である。 本発明方法によれば、パイプ、棒、板及び複雑
な形状のアモルフアス金属及びアモルフアス被覆
金属を製造することができる。 本発明で「アモルフアス金属」と称するのは、
アモルフアス金属のみならずアモルフアス被覆金
属をも意味するものとする。 本発明方法により製造したアモルフアス金属
は、形状記憶合金に使用することができ、その場
合記憶消去法により形状記憶合金を安全に使うこ
とができる。 以下、本発明を図面につきさらに詳細に説明す
る。 第１図において、所要の形状に成形した対象と
する金属１に損傷を与えるのに十分なエネルギー
を持つ高速電子線２を次の条件下で照射する。即
ち、照射にあたつては、電子線密度を当該金属に
よつて定まる臨界値以上に保つと同時に、照射温
度を当該金属と前述の電子線密度とによつて定ま
る臨界温度以下に制御する。このような条件下で
の照射により、金属の内部には照射損傷によつて
導入される格子欠陥が漸次蓄積され、その濃度は
照射時間とともに増大するが、この濃度が当該金
属によつて定まつた一定値に至ると、照射された
金属はアモルフアスに変態する。電子線のエネル
ギーは0.5〜10MeVが好ましく、密度は1021〜
1025e／m2．秒が好ましく、照射温度は4.2〜320
〓が好ましく、照射時間は数秒〜数千秒が好まし
い。 本発明方法では、格子欠陥の導入を他の粒子線
に比べて遥かに透過力の強い電子線を用いて行な
う為、対象とする金属が厚さ数μｍ以下の板又は
線の場合にはそれら全体が、また、対象物の厚さ
がそれ以上の場合にはその母材のうち照射を受け
た厚さ数μｍの表面層領域が、それぞれアモルフ
アス化する。アモルフアス化を生ぜしめるのに必
要な照射条件の具体例を次の第１表に示す。
学的特性の為、工学の広範な分野で機能性に富ん
だ新素材として注目されている。これらアモルフ
アス金属の製作法としては、これまでに液体急冷
法と蒸着法の２つの方法が確立されているが、現
在では前者が主流となつている。同方法は対象と
する金属を一旦加熱して融体とした後、高速回転
する銅板等にノズルを通して吹きつけることによ
つて急速冷却し、目的とするアモルフアス金属を
得るものであるが、この方法では(1)大きな急冷速
度を得ることが必須の条件となる為、製品の形状
がリボン状又は線状のものに制約され、肉厚のも
のはもちろんその表面だけをアモルフアス化する
こともできない、(2)急冷速度の制御が困難な為、
得られる製品のアモルフアス度（不規則度）を調
整することができない、等の欠点が不可避的に生
じ、その結果、得られる製品の実用上の利用範囲
は狭く限定されている。また、後者の蒸着法は、
対象とする金属を一旦気化させ、これを基板上に
凝集成長させてアモルフアス金属を得るもので、
液体急冷法の場合よりも更に極薄の製品しか製作
できない上に、コストも極めて高いものとなる欠
点がある。 また、構造部材の表面に、クロム、燐、炭素及
び通常の不純物から成る混合粉末を塗布後、塗布
面をレーザービーム又は電子ビームで照射するこ
とにより急速加熱、急速冷却を施し、構造部材金
属−クロム−燐−炭素の非晶質層を形成する方法
（特開昭57−200536号）が発表されているが、同
方法は安価で優れた耐食性及び耐摩耗性を有する
非晶質層を構造部材表面に得ることを目的とする
ものであり、所要の形状及び寸法のアモルフアス
金属を安価に迅速に製造することを目的とするも
のではなく、アモルフアス材料が特定混合粉末に
制約される上に、アモルフアス材料の塗布、急速
加熱及び急速冷却を必要とし、さらに生成するア
モルフアスが特定の一物質に限定される欠点があ
つた。 本発明はこれ等の従来方法の欠点を解消するこ
とを目的とする。 本発明はまた、所要の形状及び寸法のアモルフ
アス金属を安価に製造することを目的とする。 本発明はまた、金属を迅速に設計値通りの不規
則度を有するアモルフアスに変態させることを目
的とする。 本発明は、金属を電子線により照射してアモル
フアス金属を製造するにあたり、NiTi、Fe2Ti、
Zr2Al及びV3Siから成る群から選択した金属間化
合物の結晶に原子変位損傷を与えるのに十分なエ
ネルギーを持つ電子線によつて、当該金属によつ
て定まる臨界値以上の電子線密度で、且つ、照射
温度を前記電子線密度と当該金属とによつて定ま
る臨界温度以下の照射温度で照射し、導入される
格子欠陥の濃度を制御することによつて、任意の
不規則度のアモルフアス状態を得ることを特徴と
するアモルフアス金属の製造方法である。 本発明方法によれば、パイプ、棒、板及び複雑
な形状のアモルフアス金属及びアモルフアス被覆
金属を製造することができる。 本発明で「アモルフアス金属」と称するのは、
アモルフアス金属のみならずアモルフアス被覆金
属をも意味するものとする。 本発明方法により製造したアモルフアス金属
は、形状記憶合金に使用することができ、その場
合記憶消去法により形状記憶合金を安全に使うこ
とができる。 以下、本発明を図面につきさらに詳細に説明す
る。 第１図において、所要の形状に成形した対象と
する金属１に損傷を与えるのに十分なエネルギー
を持つ高速電子線２を次の条件下で照射する。即
ち、照射にあたつては、電子線密度を当該金属に
よつて定まる臨界値以上に保つと同時に、照射温
度を当該金属と前述の電子線密度とによつて定ま
る臨界温度以下に制御する。このような条件下で
の照射により、金属の内部には照射損傷によつて
導入される格子欠陥が漸次蓄積され、その濃度は
照射時間とともに増大するが、この濃度が当該金
属によつて定まつた一定値に至ると、照射された
金属はアモルフアスに変態する。電子線のエネル
ギーは0.5〜10MeVが好ましく、密度は1021〜
1025e／m2．秒が好ましく、照射温度は4.2〜320
〓が好ましく、照射時間は数秒〜数千秒が好まし
い。 本発明方法では、格子欠陥の導入を他の粒子線
に比べて遥かに透過力の強い電子線を用いて行な
う為、対象とする金属が厚さ数μｍ以下の板又は
線の場合にはそれら全体が、また、対象物の厚さ
がそれ以上の場合にはその母材のうち照射を受け
た厚さ数μｍの表面層領域が、それぞれアモルフ
アス化する。アモルフアス化を生ぜしめるのに必
要な照射条件の具体例を次の第１表に示す。
【表】
本発明方法の利点を例示すると次の通りであ
る。 (イ) 従来のような急速冷却過程を必要としない
為、例え対象物が大型であつても、電子線照射
により格子欠陥が導入され、それが蓄積される
領域は、何れもアモルフアス化することが可能
である。従つて、例えば、各種の口径の金属パ
イプの内壁及び外壁を機械的強度及び耐食性に
優れたアモルフアス金属で被覆することが可能
となる。 (ロ) 制御の困難な急速冷却過程を経ない為、得ら
れるアモルフアスが均一である上に、そのアモ
ルフアスの度合（不規則度）を、照射量を増減
させることによつて連続的に制御することがで
きる。 (ハ) 電子線が電磁場によつて容易に曲げられる性
質を利用することによつて、照射領域即ちアモ
ルフアスに変態させる領域の形状を任意に制御
することができる。即ち、電子線の太さと照射
位置を電磁場で制御することによつて、或る与
えられた母材の中に設計通りの大領域から直径
1nm又はそれ以下の微小領域に至る任意の大き
さと形状を持つアモルフアス領域を、母材との
つながりの良い状態で形成することができる。 本発明方法は以上に記した如き多数の優れた利
点を有する為、産業上極めて有用である。
る。 (イ) 従来のような急速冷却過程を必要としない
為、例え対象物が大型であつても、電子線照射
により格子欠陥が導入され、それが蓄積される
領域は、何れもアモルフアス化することが可能
である。従つて、例えば、各種の口径の金属パ
イプの内壁及び外壁を機械的強度及び耐食性に
優れたアモルフアス金属で被覆することが可能
となる。 (ロ) 制御の困難な急速冷却過程を経ない為、得ら
れるアモルフアスが均一である上に、そのアモ
ルフアスの度合（不規則度）を、照射量を増減
させることによつて連続的に制御することがで
きる。 (ハ) 電子線が電磁場によつて容易に曲げられる性
質を利用することによつて、照射領域即ちアモ
ルフアスに変態させる領域の形状を任意に制御
することができる。即ち、電子線の太さと照射
位置を電磁場で制御することによつて、或る与
えられた母材の中に設計通りの大領域から直径
1nm又はそれ以下の微小領域に至る任意の大き
さと形状を持つアモルフアス領域を、母材との
つながりの良い状態で形成することができる。 本発明方法は以上に記した如き多数の優れた利
点を有する為、産業上極めて有用である。
第１図は本発明方法の電子線照射工程を示す線
図的斜視図である。 １…高エネルギー電子線、２…対象とする金
属。
図的斜視図である。 １…高エネルギー電子線、２…対象とする金
属。
Claims (1)
- １ 金属を電子線により照射してアモルフアス金
属を製造するにあたり、NiTi、Fe2Ti、Zr2Al及
びV3Siから成る群から選択した金属間化合物の結
晶に原子変位損傷を与えるのに十分なエネルギー
を持つ電子線によつて、当該金属によつて定まる
臨界値以上の電子線密度で、且つ、照射温度を前
記電子線密度と当該金属とによつて定まる臨界温
度以下の照射温度で照射し、導入される格子欠陥
の濃度を制御することによつて、任意の不規則度
のアモルフアス状態を得ることを特徴とするアモ
ルフアス金属の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128709A JPS6021366A (ja) | 1983-07-16 | 1983-07-16 | アモルフアス金属の製造方法 |
| US06/585,912 US4564395A (en) | 1983-07-16 | 1984-03-02 | Method for producing amorphous metals |
| DE8484301693T DE3474969D1 (en) | 1983-07-16 | 1984-03-13 | Method of producing amorphous metallic material |
| EP84301693A EP0132907B1 (en) | 1983-07-16 | 1984-03-13 | Method of producing amorphous metallic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58128709A JPS6021366A (ja) | 1983-07-16 | 1983-07-16 | アモルフアス金属の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6021366A JPS6021366A (ja) | 1985-02-02 |
| JPS6215630B2 true JPS6215630B2 (ja) | 1987-04-08 |
Family
ID=14991487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58128709A Granted JPS6021366A (ja) | 1983-07-16 | 1983-07-16 | アモルフアス金属の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4564395A (ja) |
| EP (1) | EP0132907B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6021366A (ja) |
| DE (1) | DE3474969D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4863810A (en) * | 1987-09-21 | 1989-09-05 | Universal Energy Systems, Inc. | Corrosion resistant amorphous metallic coatings |
| JP2564197B2 (ja) * | 1989-08-22 | 1996-12-18 | トヨタ自動車株式会社 | アモルファス金属膜及びその製造方法 |
| JPH07122120B2 (ja) * | 1989-11-17 | 1995-12-25 | 健 増本 | 加工性に優れた非晶質合金 |
| JP2742631B2 (ja) * | 1990-07-24 | 1998-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | 非晶質磁性膜の製造方法 |
| US5369300A (en) * | 1993-06-10 | 1994-11-29 | Delco Electronics Corporation | Multilayer metallization for silicon semiconductor devices including a diffusion barrier formed of amorphous tungsten/silicon |
| US5454886A (en) * | 1993-11-18 | 1995-10-03 | Westaim Technologies Inc. | Process of activating anti-microbial materials |
| JP3449510B2 (ja) * | 1995-12-12 | 2003-09-22 | 日本原子力研究所 | 軽水炉部品 |
| US5808233A (en) * | 1996-03-11 | 1998-09-15 | Temple University-Of The Commonwealth System Of Higher Education | Amorphous-crystalline thermocouple and methods of its manufacture |
| CN101698903B (zh) * | 2009-10-21 | 2012-07-04 | 河海大学 | 金属基非晶/纳米晶复合材料层的制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1486265A (en) * | 1973-10-17 | 1977-09-21 | Hitachi Ltd | Method for producing an amorphous state of a solid material |
| CA1095387A (en) * | 1976-02-17 | 1981-02-10 | Conrad M. Banas | Skin melting |
-
1983
- 1983-07-16 JP JP58128709A patent/JPS6021366A/ja active Granted
-
1984
- 1984-03-02 US US06/585,912 patent/US4564395A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-03-13 EP EP84301693A patent/EP0132907B1/en not_active Expired
- 1984-03-13 DE DE8484301693T patent/DE3474969D1/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6021366A (ja) | 1985-02-02 |
| EP0132907B1 (en) | 1988-11-02 |
| EP0132907A1 (en) | 1985-02-13 |
| US4564395A (en) | 1986-01-14 |
| DE3474969D1 (en) | 1988-12-08 |
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