クエリ: ドイツの冶金学者ウィルムが発明した合金で、アルミニウムを主成分とした、飛行機の骨組みなどに使われる軽合金は何でしょう?
文章: アルフレート・ヴィルム アルフレート・ヴィルムはドイツの冶金学者。Al-3.55.5%Cu-Mg-Mnの合金を発明した。これは現在ジュラルミンとして知られており、航空機に広く使われている。
文章: シルミン シルミン(Silumin)はアルミ鋳造用の合金である。シリコンが4%から22%の範囲で配合する。共晶組成であるので、凝固温度が低く、流動性が高く、鋳造性にすぐれる。凝固収縮も少ない。JISの規格ではAC-3Aが相当する。 他のアルミ鋳物用規格合金に比べて機械的性質、耐力などは劣るが流動性をいかした薄肉のケース類、カバー類、複雑な形状の部品などで広い分野で利用されている。 文章: ヘリコプター ベル47などの初期のヘリコプターに採用されていたが、1960年代には金属製が普及して使われなくなった。 木製ブレードを製造していた会社の多くは撤退したが、カマン・エアロスペースを子会社に持つカマン・コーポレーションの社長は、素材の変更で仕事の無くなった木工関係の技術者の新たな仕事として、自身も演奏するギターを製造するカマン・ミュージックを設立した。 前縁部にアルミニウム合金、鋼・ステンレス鋼、チタン合金を使用したスパーと呼ばれる部分と後縁部にアルミ合金やチタン合金、繊維強化プラスチック(FRP)を使用したスキンと呼ばれる部分で構成されている。後縁部の翼型を保つため、その内部にアルミ合金の小骨やハニカム・コアなどを入れており、前縁部には、砂塵や雨滴による摩耗や腐食を防止するための、エロージョン・キャップと前縁ウエイトが取付けられている。木製ブレードに比べて高温・高湿や直射日光に対して強く、ねじり剛性が大きく、薄い翼断面の翼型が製作でき、互換性のあるブレードを量産するのが容易などの長所があるが、翼型の形状を変えるなどの複雑な形状のブレードを製作しにくく、アルミ合金・鋼を使用する際には腐食対策が必要なこと、運用中で発生する傷による疲労強度の低下が著しいなどの短所がある。 文章: アルミニウムの歴史 1827年、ドイツの化学者フリードリヒ・ヴェーラーはエルステッドの実験を再び行ったが、アルミニウムは発見できなかった。彼は後にベルセリウスに手紙を書き、「エルステッドがアルミニウムの塊と仮定したものは確実にただのアルミニウムを含有するカリウムである」と述べた。彼は続いて似たような実験を行った。その内容は無水の塩化アルミニウムとカリウムを混ぜることであり、アルミニウム粉末の作製に成功した。彼は研究を続け、1845年に小さなアルミニウムの塊を作製することに成功、その物性を記述した。しかし、ヴェーラーの記述はそれが不純物を含むアルミニウムだったことを示している。ヴェーラーなどほかの科学者がエルステッドの実験を再現できなかったことはエルステッドが金属アルミニウムの発見者とされない理由の1つになり、逆にヴェーラーは1845年の実験の成功とその詳細が発表されたことで金属アルミニウムの発見者とされた。エルステッドとヴェーラーの実験結果が異なった理由は1921年にようやくデンマークの化学者ヨハン・フォー(Johan Fogh)によって発見された。彼は、エルステッドの実験が成功したのは大量の塩化アルミニウムとカリウムの含有量が少ないカリウム合金を使用したためだったことを示した。 文章: テルミット法 現在では、クロム、コバルト、マンガン、バナジウムや特殊な合金鉄の冶金などに利用されている。 古くから鉄の溶接に使用され、テルミット溶接とも呼ばれた。その際に使用する酸化鉄とアルミニウムの混合物を、テルミット (thermit) と呼ぶことがある。複雑な設備を必要としない方法なので、鉄道の線路の敷設・改修・保守などでレールを溶接するときに多用される。JRなどでは「ゴールドサミット溶接」と呼ばれている。 テルミット反応を利用した合金鉄として、フェロモリブデンがある。フェロモリブデンは、三酸化モリブデンと鉄の合金である。現在日本でフェロモリブデンを製造しているのは2社のみで、大半は中華人民共和国やチリから輸入している。用途はステンレスなどの特殊鋼を作る原料である。 文章: アルミニウム青銅 アルミニウム青銅(アルミニウムせいどう:Al-Bronze/Al-Ni-Bronze)は、アルミニウムと銅の合金。アルミ金や、偽金(ぎきん)、もしくはアルミ銅とも呼ばれる。 「青銅」の本来の意味は錫と銅の合金であり、錫を含まないこの合金を「青銅」(Bronze)と呼ぶのは厳密には誤りであるが、これは銅と錫の合金というより銅合金全般の意味合いから「青銅」を用いたものであり、同様に「青銅」の語を名称に付けた合金にはマンガン青銅などがある。 文章: 燃料被覆管 以下の材料が使われる 日本の発電用原子炉で主に使用されているのは、ジルコニウム合金である。 アルミニウムの融点は660°Cで、高温を伴う原子炉で使用すれば容易に溶けてしまう上、温度上昇により強度が著しく損なわれるという弱点がある。実験用原子炉の場合、熱出力が小さいため、炉心が高温に晒されることが少ない。よって、中性子の吸収を極力抑え、高温に耐える必要のない材質として、アルミニウム合金を使用する場合がある。 文章: 模型航空機 飛行模型は、軽量で、飛行荷重に耐えられる強度を必要とし、そのために使用材料や構造が制約される。展示模型はその制約が無く、外形を忠実に再現するために最適の材料や構造を自由に選択できる。従って、両模型の材料と構造は大きく相違する。飛行模型については、軽量木材であるバルサ材のほか、キリ、ヒノキ、スプルース、竹、合板などが、強度と重量を考えて使い分けられている。最近は、樹脂材が、そのまま、あるいは発泡材、繊維強化プラスチック (FRP)などの形で使われることが多くなった。構造としては、軽量で丈夫にするために、一般に、細い骨組みと枠を組み合わせた中空の、実機と類似したものが使われる。非常に小さい簡単な機体では、軽量木材や発泡プラスティックを使った中実(ムク)構造もある。機体の表面は、紙(和紙: ジャップ・ティッシュ)、絹、バルサ薄板などが張られ、ラッカーやドープなどで塗装される。 文章: セメンタイト セメンタイト(cementite)とは、鉄カーバイド(Fe3C 鉄炭化物)の組織である。アメリカの冶金学者ヘンリー・マリオン・ハウ(Henry Marion Howe)により命名された。現在ではあまり使用されないが、日本の冶金学者本多光太郎による脆面体という漢字の当て字がある。 非常に硬く(ビッカース硬度は約1340HV)、脆い組織で腐食しにくい。金属と非金属の化合物であり、セラミックスの一種である。融解した銑鉄を急冷すると、主成分がセメンタイトである白銑鉄となる。 結晶構造は斜方晶であり、鉄に囲まれた中央部分にCが位置する。 Fe-C系2元合金において、FeとCが結合できる範囲は、セメンタイトの炭素量の6.7[質量%]までである。それ以上は炭素がグラファイトとして分離する。 文章: スペキュラム合金 スペキュラム合金(スペキュラムごうきん、英:Speculum metal)はスズの成分比が40%程度と多い、銅-スズ合金である。反射望遠鏡の反射鏡の材料として使用された。 銅-スズの合金は一般的に青銅と呼ばれるが、現在では実用合金としてのスズの成分比は、10%程度までのものが用いられる。銅-スズ合金の組織は、スズの成分比が多くなると、銅の成分比が80at%のδ相(Cu4Sn)、75at%のε相(Cu3Sn)、54.5at%のη相(Cu6Sn5)などの金属間化合物相が現れる。金属間化合物の存在が、ガラスに比べて空気中の水分を吸着しにくく曇りにくい性質をもたらすことから、反射鏡の材料として選ばれたと思われる。性能を上げるためにヒ素が添加されたが、酸化による反射率の低下がみられることや、もともと銅合金がアルミニウムなどに比べて反射率が高くないことから、その後に反射望遠鏡の材料はガラスに銀めっき、またはアルミニウムのめっきにコーティングという方法に変わっていく。 機械的な性質は硬くてもろい合金である。最近は、金属アレルギーの原因であるニッケルめっきの代替皮膜や、リチウムイオン電池の新しい負極材料として再度着目されている。 文章: 合金 合金化や熱処理あるいはそれに冷間加工を組み合わせた処理により鋼より強度増幅効果をもつ固体を人類は未だ知らない。金属元素のなかには、Crのように、その酸化物が、皮膜(不動態)を作り内部までの酸化の進行を防ぐ性質をもつものがあり、それらの金属の添加により耐食性のある合金とすることが行われる。ステンレスが例である。磁性材料は磁場と磁束密度の関数でその性能が表現され、交流磁場をかけた場合、0となる原点を比較的通りやすいものを軟質磁性材料といい、原点を通り難いもので、たとえば磁場を0にしても磁束密度があるいわゆる着磁した状態が強いものを硬質磁性材料と呼ぶが、この呼び名は焼入れ前の柔らかい鋼の特徴と焼入れ後の硬い鋼の磁性的特徴からきたことが出発点となっている。熱膨張率の制御も磁気特性が深く関わっている。 文章: アルミニウム合金製の鉄道車両 アルミニウム合金製の鉄道車両(アルミニウムごうきんせいのてつどうしゃりょう)は、車体外板、内部構体をほぼ全てアルミニウム合金で製造した鉄道車両。 文章: ウィドマンシュテッテン構造 ウィドマンシュテッテン構造(ウィドマンシュテッテンこうぞう)は、鉄とニッケルを多量に含むオクタヘドライト型隕石(八面体晶隕鉄)においてみられる特有の構造のことである。 文章: アルミニウム構造 工業化されたアルミニウムが建築に初めて使用されたのは、1904年にオーストリア、ウィーンにつくられた、オットー・ワーグナーによる郵便貯金局である。アルミニウムの工業化は1886年になされたこと、当時アルミニウムが高価であったことを併せて考えれば、その使用は画期的であった。玄関庇、外壁を留めるボルト・キャップ、階段手すり、柱カバー、温風吹き出し等の箇所でアルミは使われている。こうした使用方法は後世に大きな影響を与えた。 日本では1988年から5年間行われた建設省総合技術開発プロジェクト「建設技術への新素材・新材料利用技術開発」の際、アルミが新素材として取り上げられた。その成果が「アルミニウム合金利用技術指針」として纏められ、アルミが建築の構造材として認められる道が開かれた。アルミニウム建築構造推進協議会(現在はアルミニウム建築構造協議会)が組織された。2002年アルミニウム建築構造協議会により引き継がれた研究成果は建築基準法 国土交通省告示408~410号として公布されている。 文章: マグネシウムホイール なお、マグネシウム合金そのものは、アルミニウムよりも比重が軽いものの、一般的に流通している合金では比強度の面では若干劣る素材である(航空機用とされるものにはアルミニウム合金よりも高強度のマグネシウム系合金も存在する)。そのため、耐衝撃性や耐久性まで考慮してアルミニウムと同じ強度を発揮するように設計した場合は、重量低減の面ではさほど差がない場合が多い。また、自動車用のアフターマーケットパーツとして販売されるものの中には、公道使用に適合する旨JWLマークを表示する製品もあるが、実質的にはサーキット用と考えたほうがよい。 文章: アルミニウムエンジン アルミニウムエンジンは、オートバイや高性能スポーツ車に多く採用されていたが、近年においては軽自動車や一般乗用車にも採用されている。 一般的にはシリンダーブロックそのものがアルミニウム合金で構成され、鉄を用いて作ったエンジンよりも軽量である事が特徴である。鉄製エンジンよりも小型なのが一般的だが、これはアルミニウムの特性によるものではなく、単純に鉄製エンジンよりも後に設計された為、CADシステムによる高度な剛性配分の最適化が適用された成果である。 シリンダーとピストンは高速度で摩擦するため、一般乗用車向けのエンジンではシリンダーブロックに鋳鉄製シリンダーライナーが鋳込まれているが、スポーツ志向のエンジンでは、ライナーレス構造を採用している場合があり、摩擦面のアルミニウムにアルミナ繊維や炭素繊維を混合させたもの(FRM:Fiber Reinforced Metal、ホンダ・C型エンジンやH型エンジンに採用)や、ニッケル・シリコンなどによるメッキを施すなど、耐摩耗性を高める工夫が施されている。