第１章 研究の現状と今後の計画（概要）
34． 金属ガラス NEDO 特別講座
鉄基非平衡相軟磁性材料の 研究開発動向
牧野 彰宏 (東北大学) 金属ガラスの水素エネルギ
ー社会への適用可能性
山浦 真一 (東北大学) 金属ガラスに対する熱力学
的・分子動力学的アプローチ
竹内 章 (東北大学)
金属ガラスの実用化・事業化 への展開
西山 信行 (次世代金属・複 合 材 料 研 究 開 発 協 会 東 北 大 学 研 究室)
イノベーション創出は周辺 技術融合が不可欠
丸山 正明 (日経BP社) PDCA サイクルとして眺め
た磁性デバイス創製の過程
吉田 栄吉
(NECトーキン
株式会社) 特論」
平成21年度東北大 学 リカレント教育講
座・公開講座
「非平衡金属の材料 科学と応用技術」
非平衡金属軟磁性材料の展 開 －アモルファス金属の現 状と金属ガラスへの期待－
峯村 哲郎 (日立金属株式会 社)
※本大学院講義は公開講座を兼ねる。
(2) 公開講座開催
開催年月日 公開講座名 講演タイトル 講師氏名 場所 参加人数
金属ガラスの機能特性 福原 幹夫 (東北大学) レーザ溶接・接合技術の
金属ガラスへの展開
川人 洋介 (大阪大学) 薄膜金属ガラスのコンビナト
リアル創成と高耐食性真空セ ンサへの応用
秦 誠一 (東京工業大学) 2009.08.06
（東大阪）
「金属ガラス」イ ノベーションフォ ーラム・NEDO特 別講座合同講演会
（「ものづくり基 礎講座」第14回技 術セミナー第5回
NEDO公開講座） 東大阪発！！人工衛星が宇宙 へ
今村 博昭 (日本遠隔制御
株式会社)
クリエイ ション・
コア 東大阪
97名
特異構造金属材料の魅力と 将来展望
井上 明久 (東北大学) 特異構造金属・無機材料の
接合の可能性
中田 一博 (大阪大学) 特異構造無機材料開発の実績
と今後の展望
若井 史博 (東京工業大学) 環境調和型材料の開発 余語 利信
(名古屋大学) 特異構造金属材料の生体機能
化
塙 隆夫 (東京医科歯科
大学) カーボン系エレクトロニクス
材料の展望
川原田 洋 (早稲田大学) ナノテクノロジーとデバイス
応用
堀越 佳治 (早稲田大学) 金属ガラスのエレクトロニク
ス
福原 幹夫 (東北大学) 2009.11.09-10
（東京）
早稲田大学ナノテ クノロジーフォー ラム・東北大学金 属材料研究所金属
ガラスNEDO特別
講座合同シンポジ ウム
特異構造をもつ酸化物半導体 のキャリア輸送とデバイス応
用
神谷 利夫 (東京工業大学)
早稲田 大学
180名
（2日間 延べ人数）
金属ガラスの低温接合 西川 宏 (大阪大学) 環境調和型高機能エレクトロ
ニクス材料の開発に向けて
坂本 渉 (名古屋大学) ＭＲＩアーチファクトを抑制
する生体用低磁性Zr 合金の開 発
野村 直之 (東京医科歯科
大学) 水熱電気化学プロセスを用い
た成長積層法によるTi 系金属 ガラス表面の生体活性化
松下 伸広 (東京工業大学) 金属ガラスのマイクロ／ナノ
加工とその医用応用
早乙女 康典 (東北大学) マイクロ／ナノ３次元ポリマ
ー構造体形成とそのバイオ・医 療応用
庄子 習一 (早稲田大学) センシングバイオロジーを指
向した新規バイオデバイスの 開発と応用展開
工藤 寛之 (東京医科歯科
大学) バイオミメティック材料
プロセシング
齋藤 永宏 (名古屋大学) 金属ガラスの溶接・接合性 津村 卓也
(大阪大学) エネルギー変換貯蔵デバイス
とマテリアルズテーラリング
福中 康博 (早稲田大学) 金属ガラスの基礎と新機能材
料の応用開発
張 偉 (東北大学) 2009.12.11
（東大阪）
ものづくり基礎講 座～第16回技術セ ミナー～
第6回NEDO公開 講座・第8回技術 講習会
金属ガラスの産学連携の現状 真壁 英一 (株式会社BMG)
クリエイ ション・
コア 東大阪
30名
金属ガラスの基礎と医療・生体 材料への応用
王 新敏 (東北大学) 2010.01.29
（東大阪）
～ものづくり基礎 講座第17回技術セ ミナー（第7回
NEDO公開講
座）・第9回技術講 習会～
金属ガラスの切削特性と 最適切削工具
金田 晃 (オーエスジー
株式会社)
クリエイ ション・
コア 東大阪
49名
新金属としての金属ガラスの 魅力
井上 明久 (東北大学) 金属ガラスの実用化・事業化へ
の展開
西山 信行 (財団法人素形材
センター) 鉄基非平衡相軟磁性材料の
研究開発動向
牧野 彰宏 (東北大学) 金属ガラスの水素エネルギー
社会への適用可能性
山浦 真一 (東北大学) 金属ガラスの産学連携の現状 真壁 英一
(株式会社BMG)
2010.02.19
（新潟）
「金属ガラス」
公開講座 新潟セミナー
～“金属ガラス”の 特性と魅力～
コロナの企業・事業紹介 阿部 芳和 (株式会社コロナ)
新潟大学 有壬記念
館
89名
急冷遠心鋳造による金属ガラ ス・ナノ結晶部材の作製－材料
加工のイノベーション－
古屋 泰文 (弘前大学) 2010.03.05
（東大阪）
～ものづくり基礎 講座第18回技術セ ミナー（第8回
NEDO公開講 金属ガラスによる 山中 茂
クリエイ ション・
コア 東大阪
30名
座）・第10回技術講 習会～
締結ねじの開発 (株式会社丸ヱ ム) (3) 学内講演会
開催年月日 講演タイトル 講師氏名 場所 参加人数
2009.06.12
S t r u c t u r e - p r o p e r t y relationship in metallic glass and modifications induced by hydrogen addition
Eric Fleury
（韓国科学技術研究院） 37名 Glasses, Glasses and More
Glasses
~Glass Forming Ability, Mechanical Crystallization, and Lattice Contraction~
Suryanarayana Challapalli
（米University of Central Florida）
2009.07.17
中国科学院寧波材料技術工程 研究所における軟磁性金属ガ ラスの研究
沈 宝龍
（中国科学院寧波材料技術 工程研究所）
26名
2009.10.26 Mechanical Dynamics and Enthalpy Relaxation in BMG
陳 鶴壽
（米ベル研究所）
東北大学 金属材料研究所
41名
(4) 展示会開催
開催年月日 会議名 展示者名 場所
2009.08.06
（東大阪）
「金属ガラス」イノベーションフォーラ ム・NEDO特別講座合同講演会
（「ものづくり基礎講座」第14回技術セ ミナー第5回NEDO公開講座）
1.東京工業大学 2.大阪大学
3.東北大学金属材料研究所・金属ガラ スプロジェクト
4.東北大学金属材料研究所・金属ガラ スNEDO特別講座
5.東北大学金属材料研究所・附属研究 施設大阪センター
6.RIMCOF東北大分室
7.株式会社BMG
8.福田金属箔粉工業株式会社 9.株式会社シーエムシー 10.ナルックス株式会社 11.株式会社丸ヱム 12.株式会社サンエテック 13.株式会社パスカル
クリエイシ ョン・コア 東大阪
2009.11.09-10
（東京）
早稲田大学ナノテクノロジーフォーラ ム・東北大学金属材料研究所金属ガラス
NEDO特別講座合同シンポジウム
1.東北大学金属材料研究所・金属ガラ スNEDO特別講座
2.「金属ガラス」イノベーションフォ ーラム
3.東北大学金属材料研究所・金属ガラ ス総合研究センター
4.RIMCOF東北大分室
5.福田金属箔粉工業株式会社 6.化繊ノズル製作所
7.株式会社BMG
8.NECトーキン株式会社
9.株式会社高純度化学研究所 10.株式会社ビームトロン 11.株式会社コメット 12.株式会社AGT
早稲田大学
13.株式会社パスカル 14.ヤマト科学株式会社
2010.02.19
（新潟）
「金属ガラス」公開講座新潟セミナー
～“金属ガラス”の特性と魅力～
1.東北大学金属材料研究所・金属ガラ ス総合研究センター
2.東北大学金属材料研究所・金属ガラ スNEDO特別講座
3.「金属ガラス」イノベーションフォ ーラム
新潟大学
(5) ＮＥＤＯ講座教員による研究発表・講演（口頭発表も含む）
発表年月日 会議名 講演タイトル 講演者名 場所
鉄 基 非 平 衡 相 軟 磁 性 材料の研究開発動向
牧野 彰宏 (東北大学) 2009.08.20
（仙台）
博士課程後期3年の課程 平成21年度集中講義
「ナノ構造物質工学特論」
平成21年度東北大学 リカレント教育講座・公開講座
「非平衡金属の材料科学と応用技術」
金 属 ガ ラ ス の 水 素 エ ネ ル ギ ー 社 会 へ の 適 用可能性
山浦 真一 (東北大学)
東北大学 工学部
2009.11.09
（東京）
早稲田大学ナノテクノロジーフォーラ ム・東北大学金属材料研究所金属ガラス
NEDO特別講座合同シンポジウム
特異構造金属材料の 魅力と将来展望
井上 明久
(東北大学) 早稲田大学
新金属としての金属 ガラスの魅力
井上 明久 (東北大学) 鉄基非平衡相軟磁性
材料の研究開発動向
牧野 彰宏 (東北大学) 2010.02.19
（新潟）
「金属ガラス」公開講座新潟セミナー
～“金属ガラス”の特性と魅力～
金属ガラスの水素エ ネルギー社会への適
用可能性
山浦 真一 (東北大学)
新潟大学 有壬記念館
Ref. 1
Preparation of bulk glassy Fe76Si9B10P5 as a soft magnetic material by spark plasma sintering
Materials Transactions, 50 (2009), 487-489
Zhankui Zha, Chuntao Chang, Akihiro Makino, Akira Okubo, Akihisa Inoue
Institute for Materials Research, Tohoku University, Katahira 2-1-1, Aoba-Ku, Sendai 980-8577, Japan
Abstract
Preparation of a soft magnetic Fe76Si9B10P5 glassy bulk material has been carried out by the spark plasma sintering (SPS) technique below the glass transition temperature. The glassy powders were consolidated into bulk forms with relative densities above 98.7% through sintering them at 740K under a pressure of 600 MPa while the samples still keep a glassy state. These as-sintered samples with a diameter of 15mm exhibited excellent soft magnetic characteristics, which is as good as that of the cast samples with a size of 2.5 mm.
Ref. 2
Fabrication and soft-magnetic properties of Fe–B–Nb–Y glassy powder compacts by spark
plasma sintering technique Intermetallics, 17 (2009), 218–221
Sangmin Lee, Hidemi Kato, Takeshi Kubota, Akihiro Makino, Akihisa Inoue
Institute for Materials Research, Tohoku University, Katahira 2-1-1, Aoba-Ku, Sendai 980-8577, Japan
Abstract
Magnetic properties of (Fe0.72B0.24Nb0.04)95.5Y4.5 sample were investigated. The sample was produced from glassy powders made by the gas-atomization and consolidation using the spark plasma sintering (SPS) technique. Maximum relative density of 99.5% was achieved in the spark plasma sintered (SPSed) compact due to the viscous flow enhanced by the applied stress even under the glass transition temperature. X-ray diffraction pattern of the compact indicates that the glassy structure was maintained through the SPS process. However, the results of differential scanning calorimetry (DSC) showed that the glass transition temperature and crystallization temperature of the SPSed glassy compact shift to a higher and lower temperature, respectively, that is, a smaller ΔTx. Saturation magnetization of the SPSed glassy compact became 10% higher than that of the initial glassy powder. The Curie point was enhanced from 522 K for the glassy powder to 548 K for the SPSed glassy compact. Spin-exchange interaction is expected to be enhanced by a short-range scale atomic rearrangement caused by the high applied stress and temperature during the SPS process.
Ref. 3
Soft magnetic Fe–Si–B–P–C bulk metallic glasses without any glass-forming metal elements
Journal of Alloys and Compounds, 483 (2009), 616-619
Akihiro Makino, Chuntao Chang, Takeshi Kubota, Akihisa Inoue
Institute for Materials Research, Tohoku University, 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai 980-8577, Japan
Abstract
Fe-based bulk metallic glasses with good soft magnetic softness, high strength and relatively low material cost should have greatest potential for wide variety of applications among many kinds of bulk metallic glasses (BMGs). However, the glass-forming metal elements such as Al, Ga, Nb, Mo, Y and so forth in the Fe-based BMGs significantly decrease saturation magnetization (Js) which is an essential property as soft magnetic materials and also increase the material cost. The development of the Fe-metalloids BMGs without any glass-forming metal elements and with high glass-forming ability (GFA) has been earnestly desired from academia to industry, however, has been left unsolved matter over many years. Here, we present a Fe76Si7.6B9.5P5C1.9 BMG exhibiting with unusual combination of higher Js of 1.44 T than those of the other Fe-based BMGs with the glass-forming metal element and high GFA leading to a rod with a diameter of 3mm. This alloy composed of familiar and low-priced elements also has the extremely low coercivity of 1A/m which
should enable ultra-high efficient transformers as well as the high fracture strength of 3.7 GPa, therefore, could be more viable for engineering applications.
Ref. 4
急冷凝固(Ni0.6Nb0.4)70Zr30アモルファス合金の水素透過性に対する表面被覆元素の影響, 日本金属学会誌, 74 (2010), 42-48
山浦 真一, 井上 明久
東北大学金属材料研究所 〒980-8577 仙台市青葉区片平 Abstract
The effect of surface coating element on hydrogen absorption and permeation of the (Ni0.6Nb0.4)70Zr30 amorphous alloy membrane was investigated. As a result, it was found that the Ni-coated sample exhibited a much slower hydrogen absorption rate than the Pd-coated sample.
However, both types of sample showed same hydrogen absorption content after saturation. The Pd-coated sample showed hydrogen permeation one order of magnitude larger than Ni-coated sample. The pressure dependence of permeation flux was also investigated and it was found that the rate controlling factor of hydrogen permeation in the Pd-coated sample and in the Ni-coated sample was hydrogen diffusion in the alloy and surface reaction, respectively. It was also found that the permeability of the samples with Ni and Pd on the upper-side (retentate side) and the lower-side (permeate side) surfaces, respectively, was smaller than that of the Pd-coated samples, comparing those two types of the sample having the Pd coating layer on the lower-side surface of the membrane. This is because the hydrogen concentration gradient in the sample with Ni and Pd on the upper-side and the lower-side surfaces, respectively, is smaller than that in the Pd-coated sample due to the smaller solubility of hydrogen in the Ni coating layer than in the Pd coating layer. Furthermore, it was found that the element deposited on the lower-side surface of the membrane affected the promotion of hydrogen permeation more significantly than that on the upper-side surface. In this study, the hydrogen permeation of the sample with Ni coated on the lower-side surface of the membrane was much smaller than that with Pd on the lower-side surface.
This observation suggests that the recombination of two H atoms and emission of H2 molecules from the lower-side surface can be the significant barrier to hydrogen permeation. Therefore, it was concluded that the hydrogen concentration gradient in the matrix membrane and the reaction on the lower-side surface affected the hydrogen permeability of the membrane sample.
Ref. 5
Effect of surface coating element on hydrogen permeability of melt-spun Ni40Nb20Ta5Zr30Co5
amorphous alloy
Journal of Membrane Science, 349 (2010), 138-144 Shin-ichi Yamaura, Akihisa Inoue
Institute for Materials Research, Tohoku University, Katahira 2-1-1, Aoba-Ku, Sendai 980-8577, Japan
Abstract