環境調和型銅合金における異種元素別クラスタリン
グの評価と制御
著者
鈴木 茂
環境調和型銅合金における異種元素別
クラスタリングの評価と制御
課題番号: 17310041平成1 7年度∼平成1 8年度科学研究費補助金
(基盤研究(B))研究成果報告書
平成19年5月
研究代表者 鈴木 茂
東北大学 多元物質科学研究所 教授
環境調和型銅合金における異種元素別
クラスタリングの評価と制御
課題番号: 17310041平成1 7年度∼平成1 8年度科学研究費補助金
(基盤研究(B))研究成果報告書
平成19年5月
研究代表者 鈴木 茂
東北大学 多元物質科学研究所 教授
はしがき
時効析出処理を施す環境調和型銅合金(有害元素のBeを含まない銅合金)の強
′度と導電率を向上させるために､最適な添加元素の組成と加工や熱処理等について
検討した｡銅合金の特性に及ぼす不純物元素の影響を少なくするために､超高純度
素材を用いて､時効析出型のCu-Ti合金やCu-Ni-Si合金の試料を作製した｡異なる 組成のそれらの銅合金について､時効に伴う硬度や電気抵抗率の特性を系統的に調 査し､等時焼鈍の実験結果から､いずれの合金においても600-750Kにおいて時効 析出が起こることを示した｡ それらの時効特性と対応させて､溶体化後の720Kでの等温焼鈍による､銅合金における添加元素のクラスタリング過程をⅩ線小角散乱法(SAXS)等により評価
した｡ SAXSで見積もられる析出物の有効半径(距離分布関数において現れるピー クの位置)が2-3mmのサイズのときに､硬度が上昇し､電気抵抗率の低下(導電率は上昇)が起こることを示した｡しかし､高温で長時間時効を行うと電気抵抗率
はさらに低下するが､硬度も低下する(過時効が起こる)ため､適度な添加元素の
クラスタリングが特性向上に適していることを示した｡さらに､時効させた Cu-Ni-Si合金について､放射光を用いたNi吸収端近傍での異常Ⅹ線小角散乱測定 (ASAXS)を行い､この合金における析出にはNiのクラスタリングが起きている ことを明らかにした｡また､拡張Ⅹ線吸収微細構造(EXAFS)法により､添加元素 (特に､ Cu-Ni-Si合金におけるNi)の局所構造も調べ､時効に伴うNi原子周囲の局所構造の変化も明らかにした｡
以上の結果等を基に､室温付近における適当な冷間加工により時効特性が変化
することを示し､これによる合金内部の析出状態や固溶状態に変化に関する議論も
行った｡また､時効析出型のCu合金における添加元素のクラスタリングを評価す
る上で､ Ⅹ線小角散乱法､異常Ⅹ線小角散乱法､ EXAFS法の組み合わせ等が有効
であることなどを示した｡その他､銅合金における時効に伴う熱拡散率の変化を調
べ､電気伝導率と熱伝導率には良い相関関係があることなどを提示した｡
研究組織
研究代表者 鈴木茂 東北大学多元物質科学研究所 教授 研究分担者 柴田浩幸 東北大学多元物質科学研究所 助教授交付決定額(配分額)
直接経費
平成1 7年度 9,300千円 平成1 8年度 2､400千円 総計 11,700千円研究発表
(1)学会誌等
Shigeru Suzuki, Naoto Shibutani, Shinya Suzuki, Masaki Saknrai, Eiichiro
Matsubara, Masato Okui, Nobuhiro Yagif Sei Fukushima
Anomalous Small Angle X-ray Scattering of Nano-Stmctured Precipitates in Cu-Ni-Si
Alloys Using BL1 5ⅩU.
SPring-8 User Experiment Report,( 1 4),92(2005.7)
Shigeru Suzuki, Naoto Shibutani, Kouji Mimura, Minoru lsshiki, Yoshio Waseda
Improvement in Strength and Electrical Conductivity of Cu-Ni-Si Alloys by Aging and Cold Rolling.
Journal ofAlloys and Compounds,41 7, 1 1 6- 1 20(2006)
Yohei Takahashi, Taknshi Sanada, Shigeo Sato, Toshihiro Okajima, KoZ:0 Shinoda,
Shigeru Suzuki
SAXSand XAFS Characterization of Precipitates in a High-Performance Cu-Ni-Si Alloy･
Materials Transactions,48(2), 1 0 I I 1 04(2007)
Shigeru Suzuki, Hiroyuki Shibata, Masuo lto, TorouKimura
SIMS Depth Pro filing of Surface Layers Formed in Cu based alloys Proceedings ofSIMS XVI, in press.
(2)口頭発表 Ⅹ線小角散乱法による高純度cu合金の析出状態の解析
高橋洋平佐藤成男 鈴木 茂
日本金属学会2006年秋期講演大会(第137回) 広島大学(2005.9.28-9.30) ′ Ⅹ線小角散乱法による高純度cu合金の析出状態の解析(2) 高橋洋平 佐藤成男 鈴木 茂 日本金属学会2006年春期講演大会(第138回) 早稲田大学(2006.3.21-3.23) ナノメータオーダーの合金粒子の異常Ⅹ線小角散乱鈴木茂､柴田浩幸､松原英一郎､早稲田嘉夫
文部科学省ナノテクノロジー総合支援プロジェク
研究成果報告会
コクヨホール(東京)平成18年6月23日(金) ト 平成17年度放射光グループⅩ線小角散乱およびⅩ線吸収微細構造による高純度cu合金の析出状態の解析
高橋洋平 佐藤成男 篠田弘造 鈴木 茂 日本金属学会2006年秋期講演大会(第139回) 新潟大学(2005.9.16-9.18) Ⅹ線小角散乱を用いた高純度cu合金のナノ析出の評価高橋洋平佐藤成男 篠田弘造 鈴木 茂
日本金属学会2007年春期講演大会(第140回) 千葉工業大学(2007.3.27-3.29) 2007年日本金属学会春期大会TOUR ： Tohoku University Repository コメント・シート 本報告書収録の学術雑誌等発表論文は本ファイルに登録しておりません。なお、このうち東北大学 在籍の研究者の論文で、かつ、出版社等から著作権の許諾が得られた論文は、個別にTOUR に登録 しております。 TOUR http://ir.library.tohoku.ac.jp/
