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(Alfred Wilm、1869年6月25日 - 1937年8月6日)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: マルテンサイト系ステンレス鋼 マルテンサイト系ステンレス鋼の工業的発明は、1913年にイギリスの冶金学者ハリー・ブレアリーによって成し遂げられた。マルテンサイト系自体の作製とその組成と組織の研究は、ブレアリー以前にフランスの冶金学者レオン・ギレによっても為されていた。マルテンサイト系の最初の発見者としては、ギレの名が挙げられることもある。 1894年、ドイツのハンス・ゴルトシュミット(ドイツ語版)がテルミット法を発明し、炭素をほとんど含まない純度の高い金属クロムの生産が可能となったことで、高いクロム含有量を持つ合金鋼の研究が本格的に始まった。フランスのレオン・ギレは、1902年から1906年にかけて精力的に合金鋼の研究を進めていた。テルミット法で得られるクロムを用いて試料を作製し、1904年にクロム含有量を最大およそ 32 % まで、炭素含有量を最大およそ 1 % まで変えた23種類の資料の研究成果を発表した。それらの試料の内、5種類の組成は、現在マルテンサイト系およびフェライト系に分類されるクロム系ステンレス鋼と共通するものであった。 ギレは、熱処理、機械的性質、金属組織の特徴の関係を論文で説明した。そして、ギレはそれらの金属組織がマルテンサイトまたはフェイライトで構成されていることも特定した。2年後の1906年には現在のオーステナイト系に相当する試料の研究成果も発表し、ステンレス鋼の基本3グループであるマルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系の組織と成分を明らかにした。しかしながら、ギレは自身が作製した試料の耐食性に気づくことはなかった。 文章: 低融点合金 特にはんだは、空気中で安定であり、電子部品や日用品などの強度を必要としない接合や、温度ヒューズ・消火用スプリンクラーヘッドなどの感温材料、パイプ曲げ加工時の充填物などに広く使われている。ただし、鉛やカドミウムは有毒であるため、これらを成分として含む場合には取り扱いに注意が必要である。 文章: マグナリウム アルミニウムより価格は高いが、強度が高く、密度が低く、扱いやすいことから、飛行機や自動車の部品に用いられている。マグネシウムを約50%含むものはもろく腐食しやすいことから工業用途には向かないが、粉末にすると燃焼し、純粋なマグネシウムよりも耐腐食性が高いので、また純粋なアルミニウムよりも反応性が高いので、火花を出す金属燃料として花火に用いられる。マグネシウム粉末自身も音を立てて燃え、マグネシウムの反応性とアルミニウムの安定性を兼ね備えたものになる。花火への応用にもう一つの利点は、前述のとおり合金が脆いことである。ハンマーで容易に砕け、コーヒー用のグラインダーで粉末にできる。アルミニウムの粉末を作るのに数日かかるのに対し、ボールミルを使えば数時間で細かい粉末になる。 文章: ウッドメタル ウッドメタル(ウッズメタル、ウッド合金)は低融点を特徴とする合金である。組成はビスマス50%、鉛26.7%、錫13.3%、カドミウム10%である。共晶材料で融点は70°Cである。 マサチューセッツ工科大学(MIT)のウッド博士が発明した。コーヒーの温度で溶けるスプーンというデモンストレーションが行われたが、成分元素は有毒である。低融点ハンダ材料や、消防用スプリンクラーヘッドの感温材料として用いられる。 低融点であるという特徴から、ミステリー小説や漫画などにも登場するが、現実には条件を揃えるのが難しい。 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: アルミニウム構造 アルミニウム合金は、比重2.7で鉄の1/3という軽量な金属である。ヤング率は70 GPa、強度は概ね鉄の1/3~2程度なので、どちらも鉄より劣るが、それでも構造材で使用すると鉄骨の半分程度の重量で成立させることができる。延性に優れるため、加工性が良く、圧延・押出に適した材料である。建築では熱伝導率が良いことを利用して、熱環境装置を兼ねる試みも見られる。構造設計では展伸材として比較的強度の高い、5000系、6000系が用いられ、鋳物材ではAC系が用いられている。 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: ハンググライダー アルミニウム合金やカーボンファイバー製のパイプでできた骨組みに、ポリエステル系の合成繊維でできた翼が張られる。翼型(翼断面形状)はバテン(アルミ合金やカーボンファイバー製の整形された細いパイプ)により維持される。要所にワイヤを張って強度を保持する。中心から下に向けて、コントロールバーが取り付けられている。アルミ合金やカーボンファイバー製のパイプを三角形に組んだもので、楽器のトライアングルのような形をしている。一辺1.5メートル程度の大きさで、底辺に当たる部分をベースバー、斜辺に当たる部位をダウンチューブ(アップライト)と区別することもある。パイロットはこの三角形の内側に吊り下げられて飛行する。グライダーは、そのまま投げれば紙飛行機のようにまっすぐ飛んでゆくほど安定に作られている。搭乗者(パイロット)をグライダーと繋ぐための物で、体の一部あるいは全部を布で覆うようになっている。 文章: アルミニウムの歴史 本項では、アルミニウムの歴史(アルミニウムのれきし)について述べる。アルミニウムは原子番号13、原子量26.98の元素であり、標準状態では明るい銀色の金属である。アルミニウムが地殻で3番目に多い元素であるため、人類の活動にも広く使われている。 金属という形のアルミニウムが人類に使われてきた歴史はそれほど長いものではないが、アルミニウムの鉱石である白礬/明礬は紀元前5世紀には知られており、古代から染料や都市の守備に使われていた。特に中世ヨーロッパにおいて明礬は染料として広く使われた。ルネサンス期の科学者は明礬を新しい土類の塩と信じており、啓蒙時代になってこの「新しい土類」は新しい金属の酸化物と証明された。1825年、デンマークの物理学者ハンス・クリスティアン・エルステッドはこの新しい金属の発見を発表、続いてドイツの化学者フリードリヒ・ヴェーラーがエルステッドの発表に基づいて研究を行い、金属アルミニウムを発見した。 純粋な金属アルミニウムは精練が難しく、珍しかったため、発見直後の金属アルミニウムは価格が金よりも高く、1856年にフランスの化学者アンリ・エティエンヌ・サント=クレール・ドビーユが初の工業用精錬法を開発してようやく下がった。1886年にフランスの工学者ポール・エルーとアメリカの工学者チャールズ・マーティン・ホールがホール・エルー法を開発したことでアルミニウムが一般人にも使えるほど広まり、ホール・エルー法は現代のアルミニウム精錬でも使われる。 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: アルミニウム青銅 アルミニウム青銅は、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: アルミニウム アルミニウムは、記号Al、原子番号13の化学元素である。アルミニウムは他の一般的な金属よりも密度が低く、鋼鉄の約3分の1である。酸素との親和性が高く、空気に触れると表面に酸化物の保護膜が形成される。外観は銀に似ており、色も光を反射する性質も強い。軟らかく、非磁性で延性がある。アルミニウムの同位体組成はほぼ100%が安定同位体27Alであり、この同位体は宇宙で12番目に多い核種である。26Alの放射能は放射年代測定に利用される。 化学的には、アルミニウムはホウ素族の後遷移金属であり、他のホウ素族元素同様、主に酸化数+3の化合物を形成する。アルミニウム陽イオンAl3+はイオン半径が小さく、強く正に帯電しているため分極性が高く、アルミニウムが形成する結合は共有結合になる傾向がある。酸素との親和性が高いため、天然には酸化物の形でみられることが多い。このため、地球上ではアルミニウムはマントルよりも地殻を構成する岩石中に主に存在し、地殻中における存在度は酸素とケイ素に次ぐ第3位を占める。遊離金属の形でみられることはほぼ皆無である。 アルミニウムは、1825年にデンマークの物理学者ハンス・クリスティアン・エルステッドによって発見された。アルミニウムが最初に工業生産されたのは1856年であり、フランスの化学者アンリ・エティエンヌ・サント=クレール・ドビーユによる。1886年にフランスのポール・エルーとアメリカのチャールズ・マーティン・ホールがそれぞれ独自に開発したホール・エルー法により大量生産法が確立され、アルミニウムは一般に広く普及し、産業や日常生活で広く使われるようになった。第一次、第二次世界大戦においては、アルミニウムは航空にとって重要な戦略資源となった。1954年には、アルミニウムの生産量は銅を抜き、最も多く生産される非鉄金属となった。21世紀におけるアルミニウムの用途は、主に輸送、エンジニアリング、建設、包装が占める。 環境中に広く存在するため、生物学的な役割をもつ可能性が考えられ、現在も研究が続いているが、これまでにアルミニウム塩を代謝に用いる生物は知られていない。ただし、動植物は高いアルミニウム耐性を持つことが知られる。 文章: モネル モネルは、主にニッケル (Ni) と銅 (Cu) からなる合金である。 他に鉄、マンガン、 硫黄 などを含有する。 アメリカの技術者モネルによって、1906年に開発された。 非磁性か、非磁性に近く、耐熱成に優れ、硫酸、塩酸、有機酸のいずれに対しても高い耐性を持つ。 モネル400(Ni65-Cu33-Fe2) 、Rモネル、Kモネル(Ni66-Cu29-Al3 航空機用非磁性部品)、 Sモネル (Ni63-Cu30-Si4、鋳物用途)、Hモネル(Ni63-Cu30-Si3-鋳物)などが良く利用される。 引っ張り強さ(120 kg/mm2,HB 300以上に達する)から、航空宇宙用途の部品として、 耐食性から、海水中、高温、蒸気中などの腐食環境の部品などに用いられる。 同様の理由から、眼鏡フレーム、楽器部材(トランペットのピストン内筒など)などにも利用される。 ニッケルの量が多いこと、難切削材なため、どうしても高価になりがちである。 ISO 9723 : 1992, Nickel and nickel alloy bars JIS H 4553 : 1999 耐腐食性ニッケル合金 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。 文章: 自然アルミニウム 自然アルミニウム (Aluminium・Native Aluminium) とは、銅 - クパライト族に属する元素鉱物の1つ。結晶系は等軸晶系。理想的な化学組成は Al 。