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[NRIMNews1984-06.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/4a05d34e-1d5a-4241-bb0a-c3473f790cbb/download)

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越川 隆光

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[金材技研ニュース 1984 No.6](https://mdr.nims.go.jp/datasets/6baa1347-1806-4392-8c47-1ebe394e3c98)

## Fulltext

金属技研ニュース　1984　No.6七〇一．出Eoo一一〇⊂ω⊂o．oo］一〇〇〇．o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－o呵o］一〇〇〕’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］o〕f←金属材料技術研究所難加工材の押出し加工法を開発中間材を介して材料に側圧を加える新方式　押出し加工は，コンテナー内に材料を充満させ，ダイスの孔からそれを押出してダイス孔と同じ断面形状を持つ長い棒状の物を作る加工法で，特に複雑な断面形状の物を能卒よく作るのに用いられる。アルミサッシや熱交換用のフィン付きの管などは，その例である。常温で押出し加工が困難な材料，例えば鋼などは，1200～1250℃のような高温で押出し加工される。　一方，通常の条件下では極めてもろくて塑性変形ができない材料でも，適切な温度・圧力を加えると大きな延性を示すようになることが知られている。はじめに述べたように，押出し加工では，材料はコンテナー内に押込められダイス孔から外へ押出されていくので，変形時には，材料は圧縮され圧力が加わった状態になっている。このような状態は，加工しにくい材料の加工に有利であると考えられるが，それでも従来の技術では押出し加工が不可能な材料は多数ある。　その主な理由の一つは，加工している聞の温度の低下である。一般に加工が困難な材料は，高温にして加工されるが，ダイスやコンテナーなどの工具は強度の関係でそれほど温度を上げることはできず，加熱される場合でもたかだか300℃位までである。そのため材料が工具に接すると，その部分から冷却が始まるが，少しの温度低下で加工性が著しく害される材料があり，このような場合は，たとえ熱問であっても加工が困難である。　当研究所で開発した方法は図に示すとおり，通常の押出し法と異なり，コンテナーと材料の問に固体の中問材を挿入し，この中間材と材料がそれぞれ独立に加圧されるようになっている。この場合の押出しは次のように行う凸まず材料を中問材ごと加熱してコンテナーに入れる。次に，アウターステムで中問材を圧縮して，材料の側方より圧力を加える。この状態を保ちながらインナーステムで材料を押出す。この場合，中間材は材料の温度低下を防ぐ。この方法により，代表的な難加工材のセンダスト（Fe－6％Aト1O％Si合金）やアルニコ（Al－Ni－Co系磁石合金）の丸棒，角棒及び異形棒の押出し加工ができるようになった。この新しい押出し加工法は，現在，新技術開発事業団の委託開発課題として実用化研究が進められている。ダミーブロ・ソクインナーステム材料　　　　コンテナ＿　　アウターステム　　　中間材イノナーステム　　　　中間材　　（材質1パイロ7イライトなど〕図　難加工材のための新しい押出し加工法1超高圧と極低温の領域に挑む黒リンで新しい超電導現象を発見　金属をはじめ種々の材料の特性を調べたつ，新しい材料を合成する場含，超商圧の利用は魅力的で有力な手段である。近年，ダイヤモンド・アンビルと呼ばれる小型の超高圧装置の出現によって低温からの広い温度範蘭における趨高圧下での実験が可能になった。　ところが従来は，あらかじめ室温で圧力を設定した高圧容器（セル）を液体ヘリウムで冷却して実験を行っていたので効率が極めて悪かった。その上，セルの圧力が，冷却時の試料，圧力容器，圧力媒体などの熱収縮の差異によって変化するため，精度よい高圧妻験を行うことが困難であった。最近，当研究所では，科学技術振興調整費研究「大型超高圧発生システムに関する研究」の一環として，極低温下で連続的な加圧ができ，しかもその圧力を“その場”で測定できる新しい装置の開発に成功した竈そしてこの装置を用いて，黒リンで興味ある圧力誘起超電導現象を見いだした。　図1に黒リンの欄図を示す。黒リンは常温常圧下で半導体であるが，加圧すると半金属から金属へ逐次転移する。この黒リンを，圧力一温度図」二の二つの異なる経路で加圧を行った。経路（A）は，常温申で加圧を行い，完全に金属相へ転移させた後液体ヘリウムに浸し，更に加圧を行う過程を示す。この金属相は超電導体となり，図2の曲線（A）のような臨界温度Tcの圧力依存性を示す。この場合，Tcは6K（約一267℃）程度であり，圧黒300制半導体斜方Ill， 　　半金燦、　三方I鴇3004．2、、、111（A〕（B〕5 王o 50力による変化はほとんどない。　一方，経路（B）では，ほぼ1気圧の状態でセルを液体へりウムで冷却した後，加圧する。Tcの圧力依存性は図2の幽線（B）に示すように，uGPa（約11万気圧）付近で約4Kの趨電導体となった後，Tcが圧力とともに急に上昇し，経路（A）の場含と著しく異なる振舞いを示す。経路（B）では，30GPaでの趨電導開始滞度は約13Kに達し，元素としてはこれまでの最高値が得られた。このような高いTCが得られた理由は，黒リンの電子状態からみて，従来の超電導理論では説明できない。　一般に，低溢では圧力誘起の相転移は進行しにくい。黒りンの場含，半導体から半金属相への転移は室温でも緩慢なことから，極低温ではこの転移はほとんど起こらないと考えられる。しかし，結晶中には多くの転位線が存在する。そのまわりでは原子は比較的動きやすく，局所的に，半導体から半金属を経て金属楯へ転移することが予想される。このようにして経路（B）では，黒リン半導体相の中に細い金属フィラメントが分散した混含状態が実現される。このような特殊な構造の物質は，励起子系超電導のモデルで説明できる物質の一つであり，したがって，極低温加圧で励起子趨電導現象が起こっている可能性がある。　この結果から，超高圧・極低温のような極隈技術の組合せによって，今後，格段にTcの高い新超電導物質を見いだす遺・が開けたといえよう。　　11　　　　　　　　　　　　　　　　　　！加　　　　　　　　　　　　　　　　／ム　　　　　　　　　　　　　　ム1ム】塾遥／　　　　　1△　　（γ　　　　o＿H’o－o一一〇’～　　　　　　　（A）ム／　　　　　　　5　　　　　　王0　　　　　50　　　　　　　　圧　　力　｛GPa）図1　黒りンの相図と，笑験を行った二つの経路。　　10　　　　　　　工5　　　　　　　20　　　　　　　2…≡　　　　　　30　　　　　　　　　　力（GPa）図2　黒一」ンのTcの圧力依存性。Tcは遷移の申点の激　　度を示す。スポットニュース新しい融体急冷法により超電導複合テープを作製　当研究所では、科学技術振興調整費研究の一環として進めている融休急冷法を利用した剤埜能趨電導材料の闘発研究によって，融体急冷装磁を闘発した。これは溶鰍含金を商遼運動する伽熱鋼錐板テープに連統釣に付満させるもので，基板を加熱すると、溶融金属と基板閲のぬれ性がよくなる。その緒果，冷却効柴と複含テープの密蒲性を商めることができる。テープの最縞運動遼度は20m／sec、蝦蘭加熱瀞度は800℃である。　この方法によって，例えば，Nb75（A1・Ge〕25やV40（Hf・Zr）60含金を鋼テープに付蒲させると，商い冷却効果のためいったん過飽和嗣溶体及び非晶質梱になる血これを熱処理すると微細締凝1の臨界電流密度の商い趨電導体に変化することを兇いだした。　本方法は，既に笑馴ヒされているN　b3SnやV3Gaよリも商性能の趨電導化含物テープをつくる方法として有望であリ，また下地鍋テープをそのまま安定化材として使えるなどの実用的メリットも多い。（樋低淵、機器材料研究グループ）粉末冶金法を馬いて高強度・嵩靱性Ti合金の開発を進める　Ti含金は，航空・字笛機雛用材料として理想的な特惟を備えているが，加工性の悪さとそれに関連したコスト高が最大の難一叙となっている。この闇魑を解決する一つの手段が，粉末冶金法による製繍の直接製遼である。また粉末冶金法は，成分元葉の均質化，組織の微細1化などにより機械的特惟をも改善するので，材料学的にも輿昧のある加コニ法である竈　T1合金は，主としてTi－6Al－4V合金が広く使用されているが，航空機等の性能胸上のためにはこの含金よリも更に高強度の含金の開発カ｛強く望まオしる。　そのため当研究所では、良質な粉末の鍬産技術を研究するとともに，これらの粉末を原料にして、溶解法で製造した含金と同等の疲労特性を脊し，かつ弓1張強さが120㎏f／痂m2を越える新警型商強度・Ti含金の淵発を遮めている。　　　　　　（弓壺プ］才オ＊斗乖齋多竃菩1三）M◎中の酸素濃度分布を理論的に予測　粒界析出あるいは粒界脆化が起こる場含には，結鑑粒内よりはるかに商い遼度の酸素の粒界拡散が窺要な役翻を果すことが多い。これまで、粒弊拡敵に関する理論的取扱いは主に、充分に厚い試料が対象とされておリ，必ずしも汎用惚のあるものではなかった。そこで，腰さ数ミりの薄板にも適用できる粒界拡散の数学的モデルを組立てた。その緒果，注貿元素の試料内濃』変分布を，瓢料厚さ，粒界一1臓，粒界及ぴ粒内の拡散定数，鰯溶度などで表わすことができた血次にこのモデルを，酸素による粒界脆イヒカ｛著しいMOに適用し，脱酸を行った場含の酸索の粒界濃度分布を理論的に予狽11してみた竈その結果，MOにおける酸繁の粒界拡敬遼度は粒内のそれに比べて100倍以上であることが予愁された。また，粒界の酸素濃度分布の理諭値は，Moを葵際に1000－400℃で真空加熱脱酸した時の割員1j値とよく一致した。　（原子炉材料研究部）高分解能照射下クリープ試験装置による研究闘始　禽速璃殖炉や核融含炉の炉心構造材料は応力下で刺窒三子による燃射損傷（格子欠陥の発生）を受けるが，このような照射下ではクリープ変形が遜常より著しくなるため炉心設計には照射下クリープの挙動の杷携が不可欠である。しかし，この貝琶射下クリープ試験は技術的に非常に難しいのでこれからの分野である。　当研究所では日召和57年度に臼本初のねじつ式試験装置を製作し，理研サイクロトロンに接続して試験を鰯始した。本装激の歪（測定）分解能は他の方式のものと比べ約ユ00倍高く，こ二の特長を生かして低損傷速度を用い材料の微細組織をほとんど変えずにクリープ挙動を調べることに成功した。調べた材料は316ステンレス鋼で，冷閲加工状態，焼鈍状態ともに試験濫度200～350℃，応カ40～125MP盆において照射中のみクリープ変形するが，その原困は異なることが明らかにされた。昭和60年度に本暑斐護は、　オオ＊≡牛貝費勇寸唱工用のノj、型サイクロトロンとともに筑波支所に設置され，本格的な照射下クリープの試験研究が闘始される。　　　　　（瞭子炉材料研究都）核融合炉第一壁で課題とされているセラミック・金属間の密着力を改善　鵜6回「梅1」御核融合装滋におけるプラズマ・表魎梱亙作用」国際会議が5月14蘭カ・ら5日閥，且4ケ鰯から184人が参加して名古霞大学で熊かれた。理奮翁物理、プラズマ物理，表面物理などを中心とする学際的色彩の濃い会議であったが，プラズマ特性の胸上には装護容署峯才考奉；’の遭婁択カ“重董嚢…との言忍議童力“深まリ，材料への関心が高まっていることが感ぜられた。　当研究所からは次の研究成果が発表された。（i〕プラズマ容器作製に際して注園を浴びている金属・セラミック接合法に関して，優れた密蒲強度が得られた。lii〕セラミック被覆候補材の皮膜・金属基材閥の機械的梱亙作用に関して，皮膜の錬1」離特惟とその機械的性質の削こ棚関が兇いだされた。（颪i）容器表繭で起こる水素の脱吸蒲挙釧こついての膜擬葵験を行い新たなモデルを提案した。　　　　　（原子炉材料研究部）【特許出願速報】出願日 出願番号 発　明　の　名　称 出願日 出願番号 発　明　の　名　称58．1O，18 193425 Sn－lV副族元素合金を用いた 59．2．6 18293 セラミック粒子分散アルミニウNbヨSn超電導線材の製造法 ム鋳造合金の製造法58．10．18 193426 繊維分散型Nb3Sn超電導線材 59．2．23 31424 単結晶Ni基耐熱合金及びその製の製造法 造法58．1O．19 194219 化合物超電導線材の製造法 59．3．7 42122 V3Ga拡散線材の製造法58．10I25 198283 疲れ試験用マルチ負荷装置 59．3．14 47125 金属とセラミックスの接合方法58I11．15 213232 材料の疲れ試験機 及びその接合体59I1．19 6352 溶融金属の噴霧微粉化装置 59．3．17 51892 溶射基材の装着装置59．2．1 15281 磁性流体の製造法 （日本コロンビア㈱との共同出59．2．1 15282 磁性流体の製造装置 願）59．2．3 17202 金属超微粒子の製造法 59．3．22 53444 合金系超電導線の製造方法59．2．6 18292 衝撃試験用試験片取付け装置 （㈱東芝との共同出願）【注目発明の選定】　当研究所の下記発明が，科学技術庁における昭和58年度の注目発明に選定された。　　発明の名称　　　　発明者◎磁気記録用合金薄膜　前田　　弘　材料及びその製造方法◎Nb昌Sn超電導線材の　製造法◎金属粒子の製造法太刀川恭治　戸叶　一正熊倉　浩明管　　広雄　西本　直博佐久問信夫　上平　一茂小黒　信高　小川　洋一◆短　信◆●受　賞（社）目本非破擾検査協会論文賞　材料強さ研究部　松本庄次郎，福原煕明は，　「超音　波探傷用点集束斜角探触子の設計方法」及び「点集　束斜角探触子の音場特性と性能の測定」により，昭　和59年3月23日，賞を受けた。（社）目本機械学会奨励讐　疲れ試験部　松岡三郎は、「金属材料の疲労き裂伝ぱ　及ぴ低サイクル疲労特性に関する研究」により，昭　和59年4月1．日，賞を受けた。（社）目本金属学会写真賞奨励讐　金属物理研究部　大越恒雄，小川恵一は，「スパッタ　膜Moにみられる内部応力の緩和パターン　その核　形成と成長」によリ，昭和59年4月1日，賞を受け　た。（社）溶接学会論文奨励賞　溶接研究部　渡辺健彦は，「高張力鋼溶接熱影響部に　おける水素による割れと部分溶融」により，昭和59　年4月3日，賞を受けた。●人享異動昭和59年4月15日付退　　　　　　職　増田昭和59年4月16日付管理部庶務課長　高貫求　管理部庶務課長秀雄放医研管理部庶務課長　“好評だった「中学生のための金属教室」’’　科学技術週問行事の一環として4月21日仕），地域の中学生など，約120名の参加を得て「中学生のための金属教室」が，本所（目黒）で盛況のうちに行われた。　　　通巻　第306号編集兼発行人　　越川隆光印　刷株式会社三興印刷　　　　　　東京都’新宿区信濃町12　　　　　　電話　東京（03）359－3841（代表）発行所科学技術庁金属材料技術研究所東京都目黒区中目黒2丁目3番12号電話　東京（03）719－2271（代表）郵便番号　153