パスワードを忘れた？ アカウント作成
Close
14553 story

ダイヤモンドを超える弾性の物質 40

ストーリー by mhatta
バリカタじゃ甘いのでハリガネにしてね 部門より

oddmake 曰く、

New Scientist記事より。ワシントン州立大学のT. Jaglinski、ドイツ・ルール大学ボーフム校のD. Kochmann、ウィスコンシン大学マディソン校のD. StoneとR. S. Lakesから成る研究者グループは、融解させた錫にBaTiO3 セラミックスを分散させて冷却することで金属基複合材料を作り、そのヤング率を測定した。
さまざまな温度条件下での測定を行い、58度から59度ではダイヤモンドを超える弾性係数が測定された。10倍近い数値となることもあったという。
チタン酸バリウムは錫のマトリックスの中で、体積変化を起こす結晶構造の変化を伴う転移の途中の状態にあり、それによりひずみエネルギーが吸収されることでこのような高い弾性を示すのだそうだ。
この研究成果はScience誌 Vol.315に掲載された

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。

ダイヤモンドを超える弾性の物質 More

  • ダイヤモンドは永遠の輝き (スコア:4, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 10時09分 (#1103892)
    いままで女性向けの物質だと思っていましたが、そんな男性的なものだったなんて・・・
  • 58度～59度で高かっただけ？

    その他の使い道？ん～モビルスーツの「シールド」だね！

    --
    TaddyHatty,

  • 硬いのね (スコア:1)

    by sameshima (10060) on 2007年02月04日 11時03分 (#1103933) 日記
    弾性っていうとバネっぽいような気がして、チタン酸バリウムが
    曲がって電気でもおきるのではと思ったのですが、
    ダイヤモンドより硬い物質なんですね

    • 硬いとは限らない (スコア:5, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2007年02月04日 12時30分 (#1103996)
      弾性というのは、力をかけると変形し、その力を加えるのをやめると元に戻る性質のことです。「弾性が高い」とかそういう使い方はせず「弾性がある/ない」などという使い方をしますし、もとのNew Scientist記事には stiffness とあるので、タレコミ文の「弾性」という語は「剛性」に置き換えるべきだと思います。ちなみに、剛性は、加えた力に対しての変形のしにくさを表す語で、「剛性が高い」などという言い方をします。

      ちなみに、剛性は材料の性質と物体の形状などによりますが、このうち材料の性質の弾性に関わる定数は一般的に弾性係数(弾性率)と呼ばれています。力の方向と変形の方向の違いなどによりいろんな弾性係数が定義されていて、それぞれ○○弾性係数(例:横弾性係数)などという名前がつけられています。それらの係数のうちいくつかは、ヤング率(=縦弾性係数)だとか剛性率(=横弾性係数)などという別名が存在して紛らわしかったりするので注意しましょう。しかし、どの弾性係数であっても、基本的には高校物理でフックの法則として習う、
        F = kx
      の k に相当するものであり、「弾性係数が大きい = 変形しにくい」という理解をしておけばほぼ間違いありません。

      ただし、剛性は強度や硬さなどとは違うもの(関連はしているけど)なので、その点には注意しなければいけません。特に硬さにつては、これまたいろんな硬さの定義があったりしてややこしい...まぁ、つまり、この材料を使った工具でダイヤモンドの加工が行えるかどうかはまた別問題だったりします。
      シェア
      親コメント
      • ＞「弾性が高い」とかそういう使い方はせず

        私もそう思うのですが、ここのコメントで“大きい／小さい”、“高い／低い”がよく使われてます。どこ分野での言い方なんでしょうかね。
    • 初代リッジレーサーを思い出すのだよね。
      「チタンサンバリ　チチチチチタンサンバリ…」

  • ということは (スコア:1)

    by manmos (29892) on 2007年02月05日 16時13分 (#1104622) 日記
    ウルトラマンの爪先位ですか？

  • 弾性？ (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 11時03分 (#1103932)
    凄くはずかしいですが・・・ダイヤモンドって弾性高いんですか？ 硬度ではなくて？ 例えばセラミック、お茶碗は硬度は高くても、弾性が無いので 割れてしまうといわれますよね。 冗談ですが、両方高いとなると「銀河英雄伝説」内の「炭素クリスタル製」の斧 とか登場する可能性が出てくるんでしょうか？

    • Re:弾性？ (スコア:5, 参考になる)

      by SteppingWind (2654) on 2007年02月04日 13時24分 (#1104047)

      弾性は, 一定の力を加えた時に起こる変形の割合です. 構造的な物性値としてはこれ以外に靭性というのがあって, 破壊に至るまでの力と変形量の積分になります. これは何を示しているかと言えば, 破壊に必要なエネルギになります.

      従来型のセラミックでは弾性が高いので大きな力を加えても変形することはありません. しかし靭性は低いので, ちょっとした運動エネルギを持ったもの(例えば振り下ろした金槌のあたまの部分など)が当たっただけで, ほとんど変形することなく破壊されます. この様にほとんど変形を伴うことなく発生する破壊を, 靭性の反対で「脆性」破壊と言います. こういった脆性破壊を起こすものとしてはセラミックが代表的ですが, 金属などでも低温下(例えば炭素鋼では零下数10℃程度)で脆性を示すものがあり, 極地用船舶, 航空機, 液化ガス貯蔵設備などで注意が必要だったりします.

      一般に弾性が高い(硬い)ものは靭性が低い傾向にあります. そのため使用する場合には, 例えば日本刀や包丁の様に二重構造にしたり, ベースとなる金属の上にコーティングして使ったり, あるいは微粉末を金属と一緒に焼結したりといった形で複合材として使われることが多いです. 比較的, 目につきやすいのはやはり工具 [sei.co.jp]の類でしょうか. ホームセンタなんかでも金色の窒化ホウ素コーティングしたドリルなんかが売ってますね.

      シェア
      親コメント

      • Re:弾性？ (スコア:4, 参考になる)

        by Anonymous Coward on 2007年02月04日 23時31分 (#1104289)
        ホームセンターにある金色のドリルは、炭化チタン（TiC）コーティングですよ。

        一般にダイヤモンド工具は何でも削れると思われていますが、実は鉄を削ることには向いていません。切削中の高圧下に置いて、ダイヤモンドの炭素が鉄に溶け出してしまい、ダイヤモンド工具が減っていきます。
        通常ダイヤモンド工具は、非鉄金属の超精密加工に使用します。これらに対しては、炭素が溶け出しませんので、工具の形を維持でき、寸法通りの形状を作成することができます。研削無しで鏡面仕上げすることが可能です。

        鉄系の加工には、cBN（立方晶窒化硼素）が、現状最強で、焼き入れ鋼の加工も可能です。

        シェア
        親コメント

      • Re:弾性？ (スコア:2, 参考になる)

        by yanagi (6075) on 2007年02月04日 20時34分 (#1104221) ホームページ 日記
        中途半端に思い出したことをつらつら書いてみる。

        変形には弾性変形と塑性変形があり、簡単に言うと、弾性変形は
        変形した後に元に戻る変形を、塑性変形は元に戻らない変形を指す。

        弾性変形において引っ張り（圧縮）により発生するものを
        縦弾性係数と呼び、記事中のヤング率とは縦弾性係数のこと。
        じゃぁ横は？というと、せん断応力に対する弾性係数を横弾性係数という。

        いわゆるフックの法則（バネをのばすと比例して力が～）ってのは
        弾性変形の範囲内で発生し、弾性係数が大きいと微少な変位でも、
        過大な力を要する。ゴムなどは縦弾性係数、リング状バネなどは
        横弾性係数を用いる。

        #あと、縦横どっちがＧでどっちがＫかは忘れた。
        #10年以上前の知識だな…材料工学なんて忘れてるなぁ…
        --
        やなぎ
        字面じゃなく論旨を読もう。モデレートはそれからだ
        シェア
        親コメント

    • Re:弾性？ (スコア:2, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2007年02月04日 11時39分 (#1103962)
      弾性を表すヤング率は、弾性域での与えた荷重に対する変形率(より正確には応力に対するひずみの割合)を示す値です。実際問題として、セラミックスは荷重を与えてもほとんど変形しないので、ヤング率は大きいです。

      壊れるかどうかは破断荷重に関わる話で、ヤング率とは独立です。
      シェア
      親コメント

  • 超強度ハンダ堂々完成 (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 11時10分 (#1103940)
    ハンダにまちがってBaTiO3が混じると部品の足なんか 切ってしまう物ができるわけですね。 しかも動作温度上限付近で。

  • 「越える弾性」って (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 11時31分 (#1103955)
    弾性係数が高いのと弾性が高いのとは真逆なのでわ

  • 確か (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 11時31分 (#1103956)
    既にダイヤモンドより固い物質って作られてますよね？
    やっぱり炭素の合成によるものだったと思うけど

    • Re:確か (スコア:1, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2007年02月04日 13時44分 (#1104070)
      立方晶窒化炭素(β-C3N4)ですが、
      理論値ではダイヤモンドより体積弾性率が大きく硬度も大きいようです。
      実測値があるのか不明ですが…
      シェア
      親コメント

      • Re:確か (スコア:0)

        by Anonymous Coward
        すみません、わからないので教えてください。
        旧工業技術院物質工学工業技術研究所のダイヤモンドの硬さを凌ぐか [nimc.go.jp] を見ると、立法晶窒化炭素はベータ相の窒化炭素とは異なるもの、と書かれているんで、立方晶窒化炭素(β-C3N4)と言うのは記述が違うようにも見えるのですが、どうなのでしょうか？

  • 斬鉄権も夢でない (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 12時14分 (#1103980)
    欠けて修行出る事から考えよう。
    こんにゃくが何故切れないか考えてみよう

  • ゆで物質 (スコア:0)

    by Anonymous Coward on 2007年02月04日 22時21分 (#1104256)
    悪魔将軍の主成分がついに発見されましたか。
typodupeerror

物事のやり方は一つではない -- Perlな人