金属ガラスの材料科学

アモルファス金属は、溶けた金属を超急冷することが必要で、非常に薄くて小さいものしかできないといわれてきました。しかし、ゆっくり冷やしても結晶質にならず、アモルファスとなる金属が近年発見されました。ガラスのような特徴を持った金属ということで、金属ガラスと呼ばれていますが、ゆっくり冷やすこと ができるということで、厚みのある板や棒など形をもった塊状(バルク状)の製品ができます。さらに、従来のアモルファス金属では、加工や成形のため加熱を するとすぐに結晶質に戻ってしまい、アモルファスの特徴は失われてしまいますが、金属ガラスは、ガラスと同様自由に加工することができ(ガラス細工のよう に飴状に伸びる)、アモルファスの状態が失われません。現在、大学などで応用研究が盛んにおこなわれており、今後急速に実用化が進むものと期待されています。

温度・時間・相変態(TTT)曲線

新金属文明の幕開けとして大きな可能性

  • バルク状のガラス構造と金属元素によって生まれる様々な新規特性:超高強度・超弾性材料、超高耐食性材料、超ソフト磁性材料、磁区構造制御材料、低減衰音響材料など
  • 過冷却液体の諸物性の冷却連続変化:ナノ鏡像鋳型加工
  • 過冷却液体温度でのニュートン粘性:低温加工、ナノ加工、ナノ転写、ナノ細線、ナノボールなど
  • 大過冷却液体からのガス元素析出、相分離、ナノ結晶化、ナノ準結晶化:ナノ組織高機能材料(高強度材料、磁性材料、水素吸蔵材料等、ポーラス材料、高強度・高延性材料、低ヤング率・高比表面積材料、磁性材料、水素吸蔵材料)など

金属ガラス応用市場