金属ガラス

金属ガラスは、結晶構造を持たないアモルファス金属の一種であり、東北大学を中心に開発された新素材です。
従来のアモルファス金属は、溶解した合金の状態から急速に冷却しないと結晶化してしまうため、薄くて小さいものしか作製できませんでした。金属ガラスは、溶解した合金の状態からゆっくりした速度で冷却しても結晶化しないで固体化することから、比較的大きなバルク状の製品が作製できるようになり、工業用途として応用範囲が大きく広がりました。
また、金属ガラスは、高強度、低ヤング率 (撓みやすい) 、精密転写性といった優れた機械的特性を有しており、耐食性にも優れています。
これらの特徴を生かし、超精密部品、外装部品、各種センサー、バネ材料、スポーツ用品、生体材料など、多岐にわたる応用が検討されています。

金属ガラスの主な特長 -優れた転写性-

液体からの冷却工程において、結晶化に伴う
凝固収縮がなく、非晶質の状態で固化

寸法精度、金型転写性に優れる

図は金属材料の温度と体積の関係を示しています。赤のラインが金属ガラスを示し、青のラインが結晶性金属を示します。
液体からの冷却工程において、結晶性金属は結晶化に伴う凝固収縮があり、体積が縮みます。金属ガラスは結晶化に伴う凝固収縮が原理的に存在せず、非晶質の状態で固化します。
このため、金型転写性に優れ、寸法精度の高い部品が作製できます。

金属ガラス製マイクロギア

ニアネットシェイプにて成形可能

金属ガラスの基礎物性比較

特性 Zr-BMG*1 Ti(純チタン) SUS 316L
密度(g/cm3 6.8 4.5 8.0
引張り強さ(MPa) 1620 320 - 650 205 - 520
ビッカース硬度(Hv) 520 130 - 230 225
ヤング率(GPa) 81 106 200
比抵抗(μΩ/cm 20℃) 250 - 260 47 - 55 74

*1組成(wt%):Zr67.02Cu25.46Ni3.92Al3.60

期待されるアプリケーション

金属ガラスは強度が高い、転写性に優れ精密成形可能、耐食性に優れる、ばね性がある などの優れた特徴があり、様々な分野での製品応用が期待されています。
これら金属ガラスの素材の特長を生かすことで、例えば、外径が300μmの微小で高精度な歯車や、高強度で感度のよい圧力センサーなどを作製することができます。
並木精密宝石は金属ガラスの素材と独自の成形加工技術を用いることで、今まで実現できなかった機能や高精度の部品を可能にし、お客様のニーズにお応えします。

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