東北大学
学際科学フロンティア研究所

新領域創成研究部

山田 類Rui Yamada

助教物質材料・エネルギー

メンター教員
教授
才田 淳治(学際科学フロンティア研究所)
研究分野 非平衡材料学、材料プロセス学、 粉末冶金学
主な研究テーマ
  • 金属ガラスの構造若返りに関する研究
  • 単分散微小球形金属ガラス粒子を用いたマイクロ部品創製に関する研究
所属学会 日本金属学会、粉体粉末冶金協会
研究概要  

近年材料科学の世界においては、結晶金属材料、酸化物材料、プラスチック(高分子)材料に加えて金属ガラス(非結晶金属)という新たな材料が登場しようとしている。金属ガラスは、結晶金属が有する高強度特性とプラスチックが有する優れた成形性を兼ね備えており、革新的材料として今日精力的に研究が進められている。中でも、室温における優れた強度特性に着目して、マイクロギア等の機械的な駆動を担う微小部品への応用が大いに切望されている。しかしながら今現在、そのような金属ガラスを原料とした微小機械部品の実用化は十分には達成されていない。その理由の一つとして、金属ガラスがほとんど塑性変形を示さずに最終破断に至ることが挙げられる。このような脆化挙動が金属ガラスの最大の欠点であり、構造材料・機能性材料としての応用を大きく妨げてきた要因である。

本研究では、ガラス構造に起因する破壊形態を原子レベルでの構造制御によって改善することを目指している。金属ガラスは内部に自由体積と呼ばれるわずかな空隙を内包しており、これが変形初期段階での挙動を支配していることが過去の研究で明らかとなっている。そこで、自由体積の制御によって強さとしなやかさという相反する特性をあわせ持つ金属ガラスの作製を試みる。そのために、(1) 急冷等による多量の自由体積を内包した試料の作製及びその試料の多方面からの特性評価を主眼に研究を進め、最終的に、(2) 脆化特性を改善した高強度、高機能特性を有する微小機械部品の創製することを目標としている。

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