クエリ: アルミニウムに銅、マグネシウム、亜鉛を混ぜて作られる、軽くて丈夫なことから飛行機の機体などに用いられる合金は何?
文章: アルミニウム合金 アルミニウム合金(アルミニウムごうきん、英: aluminum alloy)は、アルミニウムを主成分とする合金である。アルミニウムには軽いという特徴がある一方、純アルミニウムは軟らかい金属であるため、銅(Cu)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)などと合金にすることで強度など金属材料としての特性の向上が図られる。アルミニウム合金を加工する場合、大きく分けて展伸法と鋳造法が採用される。アルミニウム合金の軽さと強度を応用した例として、航空機材料としてのジュラルミンの利用が挙げられる。ジュラルミンはAl-Zn-Mg-Cu系のアルミニウム合金である。アルミニウム合金は高い強度を持つ反面、溶接・溶断は特に難しく、用途変更に応じた改造や、破損の際の修繕は鋼などに比べて困難である。
文章: 耐火金属 耐火金属の融点は、炭素、オスミウム、イリジウムを除けばあらゆる元素の中でもっとも高い。この高い融点が、こうした元素の用途の多くを決定している。レニウムは六方最密充填構造であるが、それ以外のすべての金属が体心立方格子を取る。これらの元素は周期表上異なる族に属しているため、ほとんどの物理的な性質は大きく異なっている。クリープ耐性は、耐火金属の重要な特徴である。金属では、クリープの開始はその材料の融点と関係している。アルミニウム合金では摂氏200度でクリープが始まるが、耐火金属では摂氏1,500度以上にならないとクリープが始まらない。この高温での変形への耐性のため、耐火金属はジェットエンジンや鍛造用工具など、高温で強い力に耐える用途に適する。耐火金属は、周期表上3つの異なる族に含まれているため、広く異なる化学的性質を示す。 文章: デバルダ合金 デバルダ合金(デバルダごうきん)とは、アルミニウム約45 %、銅約50 %、亜鉛約5 %の合金のことである。 デバルダ合金は、アルカリ条件で蒸留しアンモニアが除去された後に残る硝酸塩を定量分析するための化学分析に還元剤として用いられる。その名称は、19世紀の後半にチリの硝石を分析する新しい手法を開発するためにデバルダ合金を合成したイタリアの化学者アルトゥーロ・デヴァルダ に由来する。 デバルダ合金は、イオンクロマトグラフィーが開発される前は農学および土壌学において硝酸塩の定量分析もしくは定性分析に用いられ、今日では主要な分析法として世界中で採用されている。 このようにデバルダ合金は窒素の分析に用いられるものの、市販品ではデバルダ合金自身がわずかに窒素を含んでいる。そのため、実際の使用においては市販品の含有窒素量を事前に分析し、窒素含有量の少ないデバルダ合金を試験に供するということが行われる。 文章: グラハム・ファリッシュ イングランド南西部ドーセット州プール(Poole)で無線機メーカーとして創業した。当初は無線機や部品を製造していたが、第二次世界大戦終結後の1940年代後半には無線機の需要が落ちたため、1950年代初頭に鉄道模型の製造に参入した。最初にOOゲージの線路やイギリスの貨車、アクセサリー類を発売した。1953年に発売したエリザベス女王戴冠式のフィギュアは現在コレクターズアイテムとなっている。 同社のOOゲージ車両はMZAC合金を使用していた。MZAC合金はマグネシウム、亜鉛、アルミニウム、銅の合金で、それぞれの頭文字をとって「MZAC」と呼ばれていた。この合金は当時、純度の低い亜鉛を使用していたため、後年になって崩壊するものが多かった。動力車は直流2極モーターを使用していた。 1970年代一時期にブランド名を「Graham Farish」から「Grafar」に変更していた。1970年初め頃、イギリスのOOゲージ市場は行き詰まり閉塞感が漂っていたため、グラハム・ファリッシュでは新たにNゲージに参入し、イギリスにおける鉄道模型のニッチ市場を開拓することになった。 文章: 亜鉛 亜鉛は光沢を有し、反磁性を示す青味を帯びた銀白色の金属である。融点は419.5 °C、沸点は907 °Cと金属としては比較的低い。比重は鉄よりも小さく7.14。常温では脆いが、約100 ~150 °Cの範囲のみで展性、延性に富むようになる。210 °Cを超えると、再び脆性を示すようになる。亜鉛は良好な電気伝導体である。 単体金属の格子定数はa = 265.9 pm、c = 493.7 pm (25 °C) で、理想的な六方最密充填構造よりもやや c 軸方向に伸びている。c 軸方向の熱膨張率は a 軸方向の約3.5倍と異方性が強く現れ、線膨張率は a 軸方向(c 軸と垂直)は1.50×10 K、c 軸方向では5.30×10 Kである。亜鉛を曲げると双晶変化によるスズ鳴きが起こる。 亜鉛を含む合金は多く、銅との合金である真鍮がよく知られている。その他の亜鉛と二元合金を形成する金属としては、アルミニウム、アンチモン、ビスマス、金、鉄、鉛、水銀、銀、スズ、マグネシウム、コバルト、ニッケル、テルル、ナトリウムが知られている。亜鉛とジルコニウムは共に強磁性ではないが、その合金ZrZn2は35 K以下の温度で強磁性を示す。 文章: 溶融アルミニウムめっき 溶融アルミニウムめっき(ようゆうアルミニウムめっき、hot dip aluminizing )とは、1930年代にアメリカ合衆国において開発されたアルミニウムめっき工法。日本国内では1953年に技術の確立と企業化に成功した。通称アルマー加工。日本工業規格 (JIS) では、JIS H 8642で規定されている。 文章: マグノックス マグノックスとは、マグネシウム99.196%、アルミニウム0.8%、ベリリウム0.004%の合金である。 その名前は「酸化しないマグネシウム」に由来する。 中性子吸収断面積が小さいという特徴があるため改良型コルダーホール炉の核燃料の被覆材として用いられている。 このため同炉はマグノックス炉とも呼ばれている。 文章: 摩擦攪拌接合 接合可能の部材は軟化温度が比較的低い軽金属が多い。アルミニウム合金では、非熱処理型アルミニウム合金の1000系、5000系だけではなく、難接合材の熱処理型アルミニウム合金の2000系、6000系、7000系、鋳造材のADC12が接合可能という報告がある。アルミニウム以外でも、マグネシウム合金のAZ31、AZ61、チタンとその合金、銅とその合金、軟鋼、ステンレス鋼、亜鉛、鉛、プラスチックで接合可能という報告もあり、その適用範囲も工具形状、工具材質や接合装置などの改良を繰り返し拡大している。 また、異材接手にも適用可能であり、異種アルミ合金、アルミー鉄、アルミーステンレス鋼などの接合も可能である。 従来に実績のない接合法であり、名称、プロセスなど、ISO25239 Friction Stir Welding-Aluminum Part1~5、にて規定された。日本でもそれを受けて JISZ3608 摩擦かくはん接合が規定されている。 文章: ケイ化マグネシウム ケイ化マグネシウムは、6000番台のアルミニウム合金を合成するのに用いられ、最大約1.5%含まれる。この番号の合金は時効硬化し、どちらも合金の強化となるGPゾーンと非常に細かい沈殿物を形成する。 文章: デバルダ合金 デバルダ合金(デバルダごうきん)とは、アルミニウム約45 %、銅約50 %、亜鉛約5 %の合金のことである。デバルダ合金は、アルカリ条件で蒸留しアンモニアが除去された後に残る硝酸塩を定量分析するための化学分析に還元剤として用いられる。その名称は、19世紀の後半にチリの硝石を分析する新しい手法を開発するためにデバルダ合金を合成したイタリアの化学者アルトゥーロ・デヴァルダ(イタリア語版) (1859年 - 1944年)に由来する。デバルダ合金は、イオンクロマトグラフィーが開発される前は農学および土壌学において硝酸塩の定量分析もしくは定性分析に用いられ、今日では主要な分析法として世界中で採用されている。このようにデバルダ合金は窒素の分析に用いられるものの、市販品ではデバルダ合金自身がわずかに窒素を含んでいる。 文章: 合金 合金とは、単一の金属元素からなる純金属に対して、複数の金属元素あるいは金属元素と非金属元素から成る金属様のものをいう。純金属に他の元素を添加し組成を調節することで、機械的強度、融点、磁性、耐食性、自己潤滑性といった性質を変化させ材料としての性能を向上させた合金が生産されて様々な用途に利用されている。 一言に合金といっても様々な状態があり、完全に溶け込んでいる固溶体、結晶レベルでは成分の金属がそれぞれ独立している共晶、原子のレベルで一定割合で結合した金属間化合物などがある。合金の作製方法には、単純に数種類の金属を溶かして混ぜ合わせる方法や、原料金属の粉末を混合して融点以下で加熱する焼結法、化学的手法による合金めっき、ボールミル装置を使用して機械的に混合するメカニカルアロイングなどがある。ただし、全ての金属が任意の割合で合金となるわけではなく、合金を得られる組成の範囲については、物理的・化学的に制限(あるいは最適点)が存在する。 文章: チタン 金属チタンは強度・軽さ・耐食性・耐熱性・環境性能・色彩などを備え、さまざまな分野で活用されている。しかし、金属チタン(チタン合金)は比切削抵抗が高く熱伝導率が低いため、製錬・加工が難しく、費用もかかるため大量には使われていない。 化合物では酸化チタン(IV)が安価な白色顔料として広く用いられ、日常でも接する機会が多い。 チタンあるいはチタン合金は、一般の合金鋼と同等の強度を持ち、鉄よりも軽く、ステンレス鋼・アルミニウムよりも圧倒的に耐食性に優れており、500 °Cの高温でも有効な強度を保てる耐熱性といった性質から、航空機や潜水艦、自転車、ゴルフクラブなどの競技用機器、化学プラント、生体インプラントの材料、打楽器など多岐にわたって使用されるほか、合金鋼との脱酸剤や、ステンレス鋼において、炭素含有量を減少させる目的などにも使用される。 文章: 半金属 1914年、Deschは、特定の非金属元素は明確に金属的な性質の化合物を形成することが出来、これらの元素はしたがって合金の組成として組み込むことが可能であるかもしれないと書き記した。彼は合金の構成元素として、特にケイ素、ヒ素およびテルルを想定していた。後にPhillipsとWilliamsは、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモンの貧金属との混合物はおそらく最良の合金であるとされると記した。半金属元素を合金に加えることで、その融点を下げる方向に制御することができる。また、その合金の融点 (Tm)に対するガラス転移温度 (Tg)の比 (Tg/Tm)を大きくすることで非晶質な合金を形成することができるため、半金属元素を加えて融点を下げるということは非晶質な合金が得やすくなることを意味している。ホウ素は遷移金属との間で、MnB (n>2の場合)の組成の金属間化合物および合金を形成する事ができる。 文章: ガンダリウム合金 また、ガンダリウムγとは希少金属をベースとしていた従来型のガンダリウムαとは異なり、マグネシウムやケイ素といった産出量の多い物質を使用しており、合金をナノメートル単位で操作することによってガンダリウムαの長所はそのままに、柔性と加工性を向上させたとする資料もみられる。だが、その一方でネモには大量生産のためガンダリウムγではなくガンダリウムαを使用したとする資料も存在し、ガンダリウムγの生産性は決してよいものではなかったため、ネモのような量産機にはガンダリウムαを使用したとする資料、コストの問題からマラサイやネモのような本格量産機ではガンダリウムβを使用したとする資料もみられる。 文章: 空力加熱 空力加熱が航空機の設計にもたらすもう1つの問題は、一般的な材料特性に対する高温の影響である。航空機の翼の設計に使用されるアルミニウムや鋼などの一般的な材料は、温度が極端に高くなると強度が低下する。材料が受ける応力とひずみの比率として定義される材料のヤング率は、温度が上昇するにつれて減少する。ヤング率は、翼の材料の選択において重要である。値が高いほど、材料は揚力と熱負荷によって引き起こされる降伏応力とせん断応力に耐えることがでる。これは、ヤング率が、軸方向部材の臨界座屈荷重とスキンパネルの臨界座屈せん断応力を計算するための方程式の重要な要素であるため。空力加熱によって引き起こされる高温で材料のヤング率が低下する場合、航空機が超音速になるにつれて強度が低下することを説明するために、翼の設計ではより大きなスパーとより厚いスキンセグメントが必要になる。 文章: マンガンアルミカーボン磁石 マンガンアルミカーボン磁石(マンガンアルミカーボンじしゃく)は、マンガンとアルミニウムを主原料に、炭素を少量添加した磁石。MA磁石とも。