非晶質合金、光学部品および光学部品の製造方法
【課題】高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れたＺｒを主成分とする非晶質合金、その非晶質合金を用いた光学部品および光学部品の製造方法を提供する。
【解決手段】組成式ＺｒａＭｂＣｏｘ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、５０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦５０、０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、且つａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。）からなる非晶質合金及びその非晶質合金を用いた光学部品。
【解決手段】組成式ＺｒａＭｂＣｏｘ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、５０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦５０、０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、且つａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。）からなる非晶質合金及びその非晶質合金を用いた光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＺｒを主成分とする非晶質合金、それを用いた光学部品および光学部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般的な多結晶金属に代わる新たな素材として、バルク非晶質金属が発見された。非晶質金属の新素材の特徴として、結晶粒界が無く、高硬度、高強度、低ヤング率で、また耐腐食性、耐磨耗性に優れた特徴を示す。さらに、非晶質金属を加熱すると容易に結晶化せず、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化温度（Ｔｘ）を示し、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）内で流動変形を示す金属である。
【０００３】
上述の過冷却域を有する非晶質合金の中でも、特にＺｒを主成分とする非晶質合金は、室温環境下では非常に高い耐食性を有している。従来のＺｒを主成分とする非晶質合金には、Ｚｒ−Ｎｉ−Ａｌ系、Ｚｒ−Ｃｕ−Ａｌ系、Ｚｒ−Ｃｏ−Ａｌ系、Ｚｒ−Ｆｅ−Ａｌ系等の種類がある。その中で、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の広い合金系が提案されており（特許文献１）、それらの合金は精密部材や微細部品への展開が期待されている。
【０００４】
また、Ｚｒ６０Ａｌ１５Ｎｉ７．５Ｃｕ１５Ｃｏ２．５の５元系合金の研究が報告されており、２．５ａｔ％のＣｏ元素を添加した合金は、無添加の合金と比較して耐食性が向上することが知られていた（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−１２２１２０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｚｒ−Ｂａｓｅｄ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｇｌａｓｓｅｓ」，ＨｉｓａｍｉｃｈｉＫｉｍｕｒａ， Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，ＪＩＭ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．７（１９９５），ｐ．８９０から８９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＺｒを主成分とする非晶質合金は、過冷却液体域で型成形した後、ガラス転位点以下に冷却し、成形品を成形環境の外である大気中に（もしくは低真空雰囲気）に移動させる。その時、外の環境が酸素や水蒸気が残存した十分に減圧されていない雰囲気である大気中においては、成形品の表面が容易に酸化されるという問題点があった。
【０００８】
また、非特許文献１では、Ｃｏ元素を２．５ａｔ％添加した非晶質合金は耐食性が向上することが開示されているが、Ｃｏの添加による耐酸化性や鋳造性、成形性に関する効果は不明であった。
【０００９】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れた非晶質合金を提供するものである。
また、本発明は、上記の非晶質合金を用いた光学部品およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する非晶質合金は、組成式ＺｒａＭｂＣｏｘ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、５０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦５０、０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、且つａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。）からなることを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決する光学部品は、上記の非晶質合金を用いた光学部品からなることを特徴とする。
上記の課題を解決する光学部品の製造方法は、上記の非晶質合金を、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Ｔｇ以下まで冷却する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れた非晶質合金を提供することができる。
また、本発明は、上記の非晶質合金を用いた光学部品およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のＣｏ添加濃度と過冷却液体温度の相関関係を示すグラフである。
【図２（ａ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝０の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図２（ｂ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝１．の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図２（ｃ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝２．０の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図２（ｄ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝３．０の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図３】実施例２のＣｏ添加濃度と過冷却液体温度の相関関係を示すグラフである。
【図４】本発明の光学部品の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図５】本発明の他の光学部品の形状を示す断面図である。
【図６】本発明の非晶質合金の相転移を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る非晶質合金は、組成式ＺｒａＭｂＣｏｘからなることを特徴とする。Ｍは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素である。ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示す。ａは５０≦ａ≦７５、ｂは２５≦ｂ≦５０、ｘは０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、ａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。なお、原子組成百分率（ａｔ％）とは、合金を構成する各元素の割合を表す。
【００１５】
本発明に係る非晶質合金は、高い耐酸化性と非晶質安定性を有し、組成として、主成分のＺｒ元素と、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素とを組合せた三元系または四元系合金に、０．５ａｔ％以上１．５ａｔ％以下のＣｏ元素を含有することを特徴とする。これにより、本発明の非晶質合金は、優れた耐酸化性と生産性、広い過冷却液体域と低コスト、省資源に貢献する組成を実現している。
【００１６】
なお、本発明の非晶質合金は、更にはＺｒ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｏ以外の元素から成る不可避不純物が、全体に対して０．２ａｔ％未満であれば含有されていても良い。不可避不純物として考えられるのは、もともとの原材料に含まれているものや、下記の製造工程において混入してしまう元素である。不可避不純物としてＢｅ、Ｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｎ、Ｃａ等が含まれる可能性がある。
【００１７】
Ｚｒ元素の含有量は、５０≦ａ≦７５、好ましくは５０≦ａ≦６０が望ましい。Ｚｒ元素は本発明の非晶質合金の主成分であり、５０ａｔ％より小さい場合は、過冷却液体温度域を有する非晶質合金とならない。また、上限値は、後述する他の元素の含有量から定めることができる。
【００１８】
ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、その含有量の合計は、２５≦ｂ≦５０、好ましくは３５≦ｂ≦４０が望ましい。含有量の合計が、２５ａｔ％より小さい場合は、および５０ａｔ％より大きい場合は、過冷却液体を有する非晶質合金を製造することができない。
【００１９】
Ｃｏ添加量は、０．５≦ｘ≦１．５、好ましくは０．７≦ｘ≦１．４が望ましい。Ｃｏ添加量が０．５ａｔ％未満の場合、溶解・混合加熱は容易であり且つ原料コストの上昇が少なくすむが、耐酸化性及び過冷却液体域の範囲の改善への寄与は少ない。また、Ｃｏ添加量が１．５ａｔ％より大きいと、耐酸化性への寄与は高いが、溶解加熱時に割れを生じ易く、加熱制御が必要となる。また、溶湯の粘度が増し鋳造性が悪化すると共に、原材料コストはより高くなる。
【００２０】
図６は、本発明の非晶質合金の相転移を示す概略図である。図に示す様に、非晶質合金は加熱により、非晶質相（固体）−過冷却液体−結晶層（固体）−液相の相変化をする。Ｔｇはガラス転移点、Ｔｘは結晶化温度を示し、ΔＴｘは過冷却液体域であり、ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇの範囲を示す。Ｔｍは融点を示す。
【００２１】
本発明の非晶質合金は、室温からガラス転移点までの酸化速度は、Ｃｏ元素を含有していないＺｒａＭｂ合金の７割以下に低下する為、低真空雰囲気への高温取出しが可能となり、製造工程時間が短縮し、生産性が改善する。また、過冷却液体域での上述の合金の酸化速度が、Ｃｏ元素無添加の合金の３割以下に低下する為、型成形時の装置内を従来の様に高真空雰囲気に保つ必要がなく、工程が短縮し且つ装置コストも少なく済み、生産性に寄与する。
【００２２】
本発明の非晶質合金は、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）が、６０Ｋ以上となっている。また、好ましい実施例では、８０Ｋ以上を実現している。過冷却液体域が広くなることは、非平衡状態である非晶質相が温度に対してより安定的になることを意味する。つまり、鋳造により大きな体積をもつ非晶質塊（バルク）を製造し易くなる。更には、過冷却液体域での型成形の条件を広く得ることが可能となり、生産性に大きく寄与する。
【００２３】
また、本発明の非晶質合金は、酸素存在下において室温からガラス転移点Ｔｇまで加熱した時の前記非晶質合金の重量増加率が、Ｃｏ元素を含有していないＺｒａＭｂ合金の重量増加率の１／２倍以下であることが好ましい。本発明の非晶質合金は、Ｃｏ元素をＣｏｘとして０．５≦ｘ≦１．５ａｔ％含有することにより、コストに過大な付加を与えることなく、耐酸化性が著しく向上し、経済性および生産性向上にも寄与する。
【００２４】
また、本発明の光学部品は、前記の非晶質合金を用いた光学部品であり、前記非晶質合金の非晶質相が少なくとも８０％以上（体積率）を占めていることを特徴とする。これは前記非晶質合金を熱間で加工した光学部品の結晶相を示すものであり、非晶質合金を熱間中で加工した部品の非晶質相が、該部品の少なくとも８０％以上（体積率）であることにより、高い非晶質体積率を維持できることから、十分な形状転写性を発揮することが可能であり、高い形状精度の光学製品が得られる。
【００２５】
本発明の光学部品の製造方法は、上記の非晶質合金を、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Ｔｇ以下まで冷却する工程を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の非晶質合金の製造方法は、原材料を溶解・混合させ合金化して合金インゴットを作製する工程と、該合金インゴットを石英製ノズル内で溶融温度Ｔｍ（融点）＋約２００Ｋに溶解・加熱し、単ロール法（４０００ｒｐｍ）でリボンを作製する工程からなる。原材料としては、９８％以上の高純度Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏが用いられる。
【００２７】
また、原材料を溶解・混合させ合金化する工程と、該合金インゴットを再溶融・圧縮する工程により非晶質合金板を作製する。Ｘ線回折分析工程により、合金板の鋳造性および該板の結晶相を確認する。
【００２８】
最後に光学部品を得る二次成形として、前述の非晶質合金板を金型熱間圧縮成形工程により光学部品形状にした後、形状精度（型形状からのずれ）を確認する。
図４は、本発明の光学部品の製造方法の一実施例を示す工程図である。図４では、金属鋳型への遠心鋳造により得られた合金から金型成形により反射光学素子を作成した。
【００２９】
まず、図４（ａ）において、チャンバー２の内部において、下金型８に被成形物である非晶質合金板７をセットした。上金型６、下金型８は、超硬合金、ＳｉＣや石英等のセラミックスやステンレス鋼、各種超合金、工具鋼、および高ガラス転移点を有する非晶質合金を用いることも可能である。金型表面には、窒化膜や炭化膜、貴金属膜等の金型耐久性を向上させるためのＤＬＣ膜等をコートしてもよい。加熱源はセラミックスヒーター５やカートリッジヒーター１２等を図示したが、加熱方法はそれらに限らない。上金型６および下金型８の周囲には、ハロゲンヒーター３とリフレクター１０が配置されている。４はチャンバー２内の雰囲気を置換する際に使用する真空排気口である。
【００３０】
図４（ｂ）では、成形近傍を非酸化雰囲気とし、ガラス転移点Ｔｇ以上結晶化温度Ｔｘ以下の範囲に加熱後、プレス軸を軸方向に移動させることで、合金板７は圧縮成形される。９は成形中の非晶質合金板であるした状態を示す。圧縮成形後、Ｔｇの−５Ｋ以下まで加圧・徐冷し、その後、圧力を開放し、光学製品１３を取出す。図４（ｃ）はその光学製品１３を示す図である。
【００３１】
反射光学素子の構造強度を増す為に、光学製品には図５（ａ）に示すようにリブ１３ａを外周と内部に設けることができる。また、板厚やサイズによっては、リブは外周のみでも、また無くてもよい。側面には取付基準面１３ｂを熱間成形時に同時に作り出すことも可能である。本実施例では矩形の板上に球面の光学面を有した製品例を示したが、合金板の形状や厚さ、光学面となる形状は特に限定されない。
上述の板製造の工程と、二次成形工程の手段は一例であり、他の手段によって得られた製品も含まれる。
【００３２】
また、光学部品は、バルク材から得るだけでなく、図５（ｂ）に示すように、基材１４に、非晶質合金からなる膜や箔１５の二次成形による光学部品も含まれる。また、最終製品は光学部品であり、光学部品は高精度な型や種々の反射鏡、反射防止面等の製品が対象であるが、高耐食特性から鑑みて図５（ｃ）に示すように、基材１４に微細構造からなる膜１６を成形するころで、微細光学部品や微細デバイス等の小型製品にも使用が可能である。
【実施例１】
【００３３】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。
アーク放電加熱にて純度９９％以上のＺｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ素材を混合・溶解しインゴットを作製し、高周波加熱により再溶融後、Ａｒガスで石英製ノズルから溶湯を押出し、銅製ロールで急冷凝固させ、非晶質合金のリボン及び合金板（４０×３０×１ｍｍｔ）を鋳造により作成した。なお、作成した非晶質合金は、アーク放電による溶解時に、不純物である酸素や低融点金属等は除去され、９９．８％以上に精製されている。
【００３４】
このようにして、合金組成が、（Ｚｒ０．６０Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０）１００−ｘＣｏｘ（ただしＸ＝０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０ａｔ％）で構成されている非晶質合金を得た。Ｘ＝０の時の非晶質合金を比較実験例１、Ｘ＝０．５、１．０、１．５の時の非晶質合金をそれぞれ実験例１、２、３、Ｘ＝２．０、２．５、３．０の時の非晶質合金をそれぞれ比較実験例２、３、４とし、表１に示した。
【００３５】
前記リボンを用いて示差走査熱量分析の吸熱発熱反応データより、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ）を求めた結果を表１に示す。図１は、組成式（Ｚｒ０．６０Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０）１００−ｘＣｏｘのＣｏ添加濃度（０≦ｘ（ａｔ％）≦３）と過冷却液体温度（ΔＴｘ）の相関関係を示したグラフである。
【００３６】
図２（ａ）から（ｄ）は、組成式（Ｚｒ０．６０Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０）１００−ｘＣｏｘの非晶質合金のリボンの大気腐食によるＴＧＡ（熱重量分析）の結果を示したグラフである。図２（ａ）は、図１におけるＣｏ添加濃度ｘ＝０、図２（ｂ）はｘ＝１．０、図２（ｃ）はｘ＝３、図２（ｄ）はｘ＝５の時の、示差熱熱量同時測定における、酸化による重量増加率のプロットを示した。
【００３７】
また、非晶質合金板を金型圧縮成形により光学部品を得る。得られた光学部品の形状精度（型形状からのずれ）を確認した。
表１には、上記の非晶質合金の組成、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ、Ｔｇ点重量増加率、Ｔｘ点重量増加率、鋳造性、形状精度を示した。各値および評価結果は以下のようにして求めた。
【００３８】
（測定方法）
（１）ガラス転移点Ｔｇ
図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの吸熱屈曲点により求めた。
（２）結晶化温度Ｔｘ
図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの発熱屈曲点により求めた。
【００３９】
（３）Ｔｇ点重量増加率 示差走査熱量分析（＋４０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度）により、合金の過冷却液体温度を確認する。また、示差熱熱量同時測定工程により、空気フロー雰囲気中で＋１０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度でガラス転移点Ｔｇにおける酸化による重量変化を確認する。（１）で求めたガラス転移点Ｔｇの時の図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの右軸のＴｇ％の目盛から、Ｔｇ点重量増加率を算出した。
【００４０】
（４）Ｔｘ点重量増加率 示差走査熱量分析（＋４０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度）により、合金の過冷却液体温度を確認する。また、示差熱熱量同時測定工程により、空気フロー雰囲気中で＋１０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度で結晶化温度Ｔｘにおける酸化による重量変化を確認する。（２）で求めた結晶化温度Ｔｘの時の図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの右軸のＴｇ％の目盛から、Ｔｘ点重量増加率を算出した。
【００４１】
（５）鋳造性
前述の非晶質合金板４０×３０×１ｍｍｔの鋳造時の状態から求めた。
○：一連の工程が課題なく完了
×：何れかの工程にて課題発生
（６）形状精度
図４に示す熱間圧縮成形により二次成形を行なった時の形状精度（金型と成形品との差）を、非接触三次元表面形状測定装置により求めた。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１の実験例と比較実験例を比べると、Ｃｏ元素の添加効果が総合的に顕著である範囲は０．５≦Ｃｏ添加量（ａｔ％）≦１．５であることが認められた。
比較実施例１では、室温からガラス転移点までの重量増加量と結晶化温度までの重量増加率が、Ｃｏ元素の微量添加した合金である実験例１から３、及び比較実験例２から４と比較して著しい大きいことが判った。また、比較実験例２から４は鋳造性が低く、溶湯の粘度が高くなり、薄い板や、大きな板の作成が困難であった。特に比較実験例３、４では、鋳造が不完全なため、形状精度を測定することができなかった。
【実施例２】
【００４４】
アーク放電加熱にて純度９９％以上のＺｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ素材を混合・溶解しインゴットを作製し、高周波加熱により再溶融後、Ａｒガスで石英製ノズルから溶湯を押出し、銅製ロールで急冷凝固させ、リボンを作成した。なお、作成した非晶質合金は、アーク放電による溶解時に、不純物である酸素や低融点金属等は除去され、９９．８％以上に精製されている。
【００４５】
このようにして、合金組成が、（Ｚｒ０．５５Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０Ｎｉ０．０５）１００−ｘＣｏｘ（ただしＸ＝０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０ａｔ％）で構成されている表２に示す非晶質合金を得た。Ｘ＝０の時の非晶質合金を比較実験例５、Ｘ＝０．５、１．０、１．５の時の非晶質合金をそれぞれ実験例４、５、６、Ｘ＝２．０、２．５、３．０の時の非晶質合金をそれぞれ比較実験例６、７、８とし、表２に示した。
【００４６】
前記リボンを用いて示差走査熱量分析の吸熱発熱反応データより、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ）を求めた結果を表２に示す。図３は、組成式（Ｚｒ０．５５Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０Ｎｉ０．０５）１００−ｘＣｏｘのＣｏ添加濃度（０≦ｘ（ａｔ％）≦３）と過冷却液体温度（ΔＴｘ）の相関関係を示したグラフである。
【００４７】
また、表２には、上記の非晶質合金の組成、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ、Ｔｇ点重量増加率、Ｔｘ点重量増加率、鋳造性、形状精度を示した。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２の実施例と比較例を比べると、Ｃｏ元素の微量添加効果が総合的に顕著である範囲は、０．５≦Ｃｏ添加量（ａｔ％）≦１．５であることが認められた。比較実施例５では、室温からガラス転移点までの重量増加量と結晶化温度までの重量増加率が、Ｃｏ元素の微量添加した合金である実験例４から６、及び比較実験例６から８と比較して著しい大きいことが判った。また、比較実験例６から８は鋳造性が低く、溶湯の粘度が高くなり、薄い板や、大きな板の作成が困難であった。特に比較実験例３、４では、鋳造が不完全なため、形状精度を測定することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れたＺｒを主成分とする非晶質合金を提供することができるので、上記の非晶質合金を用いた光学部品に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ プレス軸
２ チャンバー
３ ハロゲンヒーター
４ 真空排気口
５ セラミックスヒーター
６ 上金型
７ 非晶質合金板
８ 下金型
９ 成形中の金属板
１０ リフレクター
１１ 胴型
１２ カートリッジヒーター
１３ 光学製品
【技術分野】
【０００１】
本発明はＺｒを主成分とする非晶質合金、それを用いた光学部品および光学部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般的な多結晶金属に代わる新たな素材として、バルク非晶質金属が発見された。非晶質金属の新素材の特徴として、結晶粒界が無く、高硬度、高強度、低ヤング率で、また耐腐食性、耐磨耗性に優れた特徴を示す。さらに、非晶質金属を加熱すると容易に結晶化せず、ガラス転移点（Ｔｇ）と結晶化温度（Ｔｘ）を示し、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）内で流動変形を示す金属である。
【０００３】
上述の過冷却域を有する非晶質合金の中でも、特にＺｒを主成分とする非晶質合金は、室温環境下では非常に高い耐食性を有している。従来のＺｒを主成分とする非晶質合金には、Ｚｒ−Ｎｉ−Ａｌ系、Ｚｒ−Ｃｕ−Ａｌ系、Ｚｒ−Ｃｏ−Ａｌ系、Ｚｒ−Ｆｅ−Ａｌ系等の種類がある。その中で、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の広い合金系が提案されており（特許文献１）、それらの合金は精密部材や微細部品への展開が期待されている。
【０００４】
また、Ｚｒ６０Ａｌ１５Ｎｉ７．５Ｃｕ１５Ｃｏ２．５の５元系合金の研究が報告されており、２．５ａｔ％のＣｏ元素を添加した合金は、無添加の合金と比較して耐食性が向上することが知られていた（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−１２２１２０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｚｒ−Ｂａｓｅｄ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｇｌａｓｓｅｓ」，ＨｉｓａｍｉｃｈｉＫｉｍｕｒａ， Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ，ＪＩＭ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．７（１９９５），ｐ．８９０から８９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のＺｒを主成分とする非晶質合金は、過冷却液体域で型成形した後、ガラス転位点以下に冷却し、成形品を成形環境の外である大気中に（もしくは低真空雰囲気）に移動させる。その時、外の環境が酸素や水蒸気が残存した十分に減圧されていない雰囲気である大気中においては、成形品の表面が容易に酸化されるという問題点があった。
【０００８】
また、非特許文献１では、Ｃｏ元素を２．５ａｔ％添加した非晶質合金は耐食性が向上することが開示されているが、Ｃｏの添加による耐酸化性や鋳造性、成形性に関する効果は不明であった。
【０００９】
本発明は、この様な背景技術に鑑みてなされたものであり、高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れた非晶質合金を提供するものである。
また、本発明は、上記の非晶質合金を用いた光学部品およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決する非晶質合金は、組成式ＺｒａＭｂＣｏｘ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、５０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦５０、０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、且つａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。）からなることを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決する光学部品は、上記の非晶質合金を用いた光学部品からなることを特徴とする。
上記の課題を解決する光学部品の製造方法は、上記の非晶質合金を、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Ｔｇ以下まで冷却する工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れた非晶質合金を提供することができる。
また、本発明は、上記の非晶質合金を用いた光学部品およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１のＣｏ添加濃度と過冷却液体温度の相関関係を示すグラフである。
【図２（ａ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝０の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図２（ｂ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝１．の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図２（ｃ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝２．０の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図２（ｄ）】実施例１におけるＣｏ置換量Ｘ＝３．０の時の熱重量分析の結果を示すグラフである。
【図３】実施例２のＣｏ添加濃度と過冷却液体温度の相関関係を示すグラフである。
【図４】本発明の光学部品の製造方法の一実施例を示す工程図である。
【図５】本発明の他の光学部品の形状を示す断面図である。
【図６】本発明の非晶質合金の相転移を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る非晶質合金は、組成式ＺｒａＭｂＣｏｘからなることを特徴とする。Ｍは、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素である。ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示す。ａは５０≦ａ≦７５、ｂは２５≦ｂ≦５０、ｘは０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、ａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。なお、原子組成百分率（ａｔ％）とは、合金を構成する各元素の割合を表す。
【００１５】
本発明に係る非晶質合金は、高い耐酸化性と非晶質安定性を有し、組成として、主成分のＺｒ元素と、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素とを組合せた三元系または四元系合金に、０．５ａｔ％以上１．５ａｔ％以下のＣｏ元素を含有することを特徴とする。これにより、本発明の非晶質合金は、優れた耐酸化性と生産性、広い過冷却液体域と低コスト、省資源に貢献する組成を実現している。
【００１６】
なお、本発明の非晶質合金は、更にはＺｒ、Ａｌ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｏ以外の元素から成る不可避不純物が、全体に対して０．２ａｔ％未満であれば含有されていても良い。不可避不純物として考えられるのは、もともとの原材料に含まれているものや、下記の製造工程において混入してしまう元素である。不可避不純物としてＢｅ、Ｂ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｓｎ、Ｃａ等が含まれる可能性がある。
【００１７】
Ｚｒ元素の含有量は、５０≦ａ≦７５、好ましくは５０≦ａ≦６０が望ましい。Ｚｒ元素は本発明の非晶質合金の主成分であり、５０ａｔ％より小さい場合は、過冷却液体温度域を有する非晶質合金とならない。また、上限値は、後述する他の元素の含有量から定めることができる。
【００１８】
ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、その含有量の合計は、２５≦ｂ≦５０、好ましくは３５≦ｂ≦４０が望ましい。含有量の合計が、２５ａｔ％より小さい場合は、および５０ａｔ％より大きい場合は、過冷却液体を有する非晶質合金を製造することができない。
【００１９】
Ｃｏ添加量は、０．５≦ｘ≦１．５、好ましくは０．７≦ｘ≦１．４が望ましい。Ｃｏ添加量が０．５ａｔ％未満の場合、溶解・混合加熱は容易であり且つ原料コストの上昇が少なくすむが、耐酸化性及び過冷却液体域の範囲の改善への寄与は少ない。また、Ｃｏ添加量が１．５ａｔ％より大きいと、耐酸化性への寄与は高いが、溶解加熱時に割れを生じ易く、加熱制御が必要となる。また、溶湯の粘度が増し鋳造性が悪化すると共に、原材料コストはより高くなる。
【００２０】
図６は、本発明の非晶質合金の相転移を示す概略図である。図に示す様に、非晶質合金は加熱により、非晶質相（固体）−過冷却液体−結晶層（固体）−液相の相変化をする。Ｔｇはガラス転移点、Ｔｘは結晶化温度を示し、ΔＴｘは過冷却液体域であり、ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇの範囲を示す。Ｔｍは融点を示す。
【００２１】
本発明の非晶質合金は、室温からガラス転移点までの酸化速度は、Ｃｏ元素を含有していないＺｒａＭｂ合金の７割以下に低下する為、低真空雰囲気への高温取出しが可能となり、製造工程時間が短縮し、生産性が改善する。また、過冷却液体域での上述の合金の酸化速度が、Ｃｏ元素無添加の合金の３割以下に低下する為、型成形時の装置内を従来の様に高真空雰囲気に保つ必要がなく、工程が短縮し且つ装置コストも少なく済み、生産性に寄与する。
【００２２】
本発明の非晶質合金は、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）が、６０Ｋ以上となっている。また、好ましい実施例では、８０Ｋ以上を実現している。過冷却液体域が広くなることは、非平衡状態である非晶質相が温度に対してより安定的になることを意味する。つまり、鋳造により大きな体積をもつ非晶質塊（バルク）を製造し易くなる。更には、過冷却液体域での型成形の条件を広く得ることが可能となり、生産性に大きく寄与する。
【００２３】
また、本発明の非晶質合金は、酸素存在下において室温からガラス転移点Ｔｇまで加熱した時の前記非晶質合金の重量増加率が、Ｃｏ元素を含有していないＺｒａＭｂ合金の重量増加率の１／２倍以下であることが好ましい。本発明の非晶質合金は、Ｃｏ元素をＣｏｘとして０．５≦ｘ≦１．５ａｔ％含有することにより、コストに過大な付加を与えることなく、耐酸化性が著しく向上し、経済性および生産性向上にも寄与する。
【００２４】
また、本発明の光学部品は、前記の非晶質合金を用いた光学部品であり、前記非晶質合金の非晶質相が少なくとも８０％以上（体積率）を占めていることを特徴とする。これは前記非晶質合金を熱間で加工した光学部品の結晶相を示すものであり、非晶質合金を熱間中で加工した部品の非晶質相が、該部品の少なくとも８０％以上（体積率）であることにより、高い非晶質体積率を維持できることから、十分な形状転写性を発揮することが可能であり、高い形状精度の光学製品が得られる。
【００２５】
本発明の光学部品の製造方法は、上記の非晶質合金を、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Ｔｇ以下まで冷却する工程を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の非晶質合金の製造方法は、原材料を溶解・混合させ合金化して合金インゴットを作製する工程と、該合金インゴットを石英製ノズル内で溶融温度Ｔｍ（融点）＋約２００Ｋに溶解・加熱し、単ロール法（４０００ｒｐｍ）でリボンを作製する工程からなる。原材料としては、９８％以上の高純度Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏが用いられる。
【００２７】
また、原材料を溶解・混合させ合金化する工程と、該合金インゴットを再溶融・圧縮する工程により非晶質合金板を作製する。Ｘ線回折分析工程により、合金板の鋳造性および該板の結晶相を確認する。
【００２８】
最後に光学部品を得る二次成形として、前述の非晶質合金板を金型熱間圧縮成形工程により光学部品形状にした後、形状精度（型形状からのずれ）を確認する。
図４は、本発明の光学部品の製造方法の一実施例を示す工程図である。図４では、金属鋳型への遠心鋳造により得られた合金から金型成形により反射光学素子を作成した。
【００２９】
まず、図４（ａ）において、チャンバー２の内部において、下金型８に被成形物である非晶質合金板７をセットした。上金型６、下金型８は、超硬合金、ＳｉＣや石英等のセラミックスやステンレス鋼、各種超合金、工具鋼、および高ガラス転移点を有する非晶質合金を用いることも可能である。金型表面には、窒化膜や炭化膜、貴金属膜等の金型耐久性を向上させるためのＤＬＣ膜等をコートしてもよい。加熱源はセラミックスヒーター５やカートリッジヒーター１２等を図示したが、加熱方法はそれらに限らない。上金型６および下金型８の周囲には、ハロゲンヒーター３とリフレクター１０が配置されている。４はチャンバー２内の雰囲気を置換する際に使用する真空排気口である。
【００３０】
図４（ｂ）では、成形近傍を非酸化雰囲気とし、ガラス転移点Ｔｇ以上結晶化温度Ｔｘ以下の範囲に加熱後、プレス軸を軸方向に移動させることで、合金板７は圧縮成形される。９は成形中の非晶質合金板であるした状態を示す。圧縮成形後、Ｔｇの−５Ｋ以下まで加圧・徐冷し、その後、圧力を開放し、光学製品１３を取出す。図４（ｃ）はその光学製品１３を示す図である。
【００３１】
反射光学素子の構造強度を増す為に、光学製品には図５（ａ）に示すようにリブ１３ａを外周と内部に設けることができる。また、板厚やサイズによっては、リブは外周のみでも、また無くてもよい。側面には取付基準面１３ｂを熱間成形時に同時に作り出すことも可能である。本実施例では矩形の板上に球面の光学面を有した製品例を示したが、合金板の形状や厚さ、光学面となる形状は特に限定されない。
上述の板製造の工程と、二次成形工程の手段は一例であり、他の手段によって得られた製品も含まれる。
【００３２】
また、光学部品は、バルク材から得るだけでなく、図５（ｂ）に示すように、基材１４に、非晶質合金からなる膜や箔１５の二次成形による光学部品も含まれる。また、最終製品は光学部品であり、光学部品は高精度な型や種々の反射鏡、反射防止面等の製品が対象であるが、高耐食特性から鑑みて図５（ｃ）に示すように、基材１４に微細構造からなる膜１６を成形するころで、微細光学部品や微細デバイス等の小型製品にも使用が可能である。
【実施例１】
【００３３】
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明する。
アーク放電加熱にて純度９９％以上のＺｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ素材を混合・溶解しインゴットを作製し、高周波加熱により再溶融後、Ａｒガスで石英製ノズルから溶湯を押出し、銅製ロールで急冷凝固させ、非晶質合金のリボン及び合金板（４０×３０×１ｍｍｔ）を鋳造により作成した。なお、作成した非晶質合金は、アーク放電による溶解時に、不純物である酸素や低融点金属等は除去され、９９．８％以上に精製されている。
【００３４】
このようにして、合金組成が、（Ｚｒ０．６０Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０）１００−ｘＣｏｘ（ただしＸ＝０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０ａｔ％）で構成されている非晶質合金を得た。Ｘ＝０の時の非晶質合金を比較実験例１、Ｘ＝０．５、１．０、１．５の時の非晶質合金をそれぞれ実験例１、２、３、Ｘ＝２．０、２．５、３．０の時の非晶質合金をそれぞれ比較実験例２、３、４とし、表１に示した。
【００３５】
前記リボンを用いて示差走査熱量分析の吸熱発熱反応データより、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ）を求めた結果を表１に示す。図１は、組成式（Ｚｒ０．６０Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０）１００−ｘＣｏｘのＣｏ添加濃度（０≦ｘ（ａｔ％）≦３）と過冷却液体温度（ΔＴｘ）の相関関係を示したグラフである。
【００３６】
図２（ａ）から（ｄ）は、組成式（Ｚｒ０．６０Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０）１００−ｘＣｏｘの非晶質合金のリボンの大気腐食によるＴＧＡ（熱重量分析）の結果を示したグラフである。図２（ａ）は、図１におけるＣｏ添加濃度ｘ＝０、図２（ｂ）はｘ＝１．０、図２（ｃ）はｘ＝３、図２（ｄ）はｘ＝５の時の、示差熱熱量同時測定における、酸化による重量増加率のプロットを示した。
【００３７】
また、非晶質合金板を金型圧縮成形により光学部品を得る。得られた光学部品の形状精度（型形状からのずれ）を確認した。
表１には、上記の非晶質合金の組成、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ、Ｔｇ点重量増加率、Ｔｘ点重量増加率、鋳造性、形状精度を示した。各値および評価結果は以下のようにして求めた。
【００３８】
（測定方法）
（１）ガラス転移点Ｔｇ
図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの吸熱屈曲点により求めた。
（２）結晶化温度Ｔｘ
図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの発熱屈曲点により求めた。
【００３９】
（３）Ｔｇ点重量増加率 示差走査熱量分析（＋４０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度）により、合金の過冷却液体温度を確認する。また、示差熱熱量同時測定工程により、空気フロー雰囲気中で＋１０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度でガラス転移点Ｔｇにおける酸化による重量変化を確認する。（１）で求めたガラス転移点Ｔｇの時の図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの右軸のＴｇ％の目盛から、Ｔｇ点重量増加率を算出した。
【００４０】
（４）Ｔｘ点重量増加率 示差走査熱量分析（＋４０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度）により、合金の過冷却液体温度を確認する。また、示差熱熱量同時測定工程により、空気フロー雰囲気中で＋１０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度で結晶化温度Ｔｘにおける酸化による重量変化を確認する。（２）で求めた結晶化温度Ｔｘの時の図２（ａ）から（ｄ）に示したグラフの右軸のＴｇ％の目盛から、Ｔｘ点重量増加率を算出した。
【００４１】
（５）鋳造性
前述の非晶質合金板４０×３０×１ｍｍｔの鋳造時の状態から求めた。
○：一連の工程が課題なく完了
×：何れかの工程にて課題発生
（６）形状精度
図４に示す熱間圧縮成形により二次成形を行なった時の形状精度（金型と成形品との差）を、非接触三次元表面形状測定装置により求めた。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１の実験例と比較実験例を比べると、Ｃｏ元素の添加効果が総合的に顕著である範囲は０．５≦Ｃｏ添加量（ａｔ％）≦１．５であることが認められた。
比較実施例１では、室温からガラス転移点までの重量増加量と結晶化温度までの重量増加率が、Ｃｏ元素の微量添加した合金である実験例１から３、及び比較実験例２から４と比較して著しい大きいことが判った。また、比較実験例２から４は鋳造性が低く、溶湯の粘度が高くなり、薄い板や、大きな板の作成が困難であった。特に比較実験例３、４では、鋳造が不完全なため、形状精度を測定することができなかった。
【実施例２】
【００４４】
アーク放電加熱にて純度９９％以上のＺｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ素材を混合・溶解しインゴットを作製し、高周波加熱により再溶融後、Ａｒガスで石英製ノズルから溶湯を押出し、銅製ロールで急冷凝固させ、リボンを作成した。なお、作成した非晶質合金は、アーク放電による溶解時に、不純物である酸素や低融点金属等は除去され、９９．８％以上に精製されている。
【００４５】
このようにして、合金組成が、（Ｚｒ０．５５Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０Ｎｉ０．０５）１００−ｘＣｏｘ（ただしＸ＝０、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０ａｔ％）で構成されている表２に示す非晶質合金を得た。Ｘ＝０の時の非晶質合金を比較実験例５、Ｘ＝０．５、１．０、１．５の時の非晶質合金をそれぞれ実験例４、５、６、Ｘ＝２．０、２．５、３．０の時の非晶質合金をそれぞれ比較実験例６、７、８とし、表２に示した。
【００４６】
前記リボンを用いて示差走査熱量分析の吸熱発熱反応データより、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ）を求めた結果を表２に示す。図３は、組成式（Ｚｒ０．５５Ｃｕ０．３０Ａｌ０．１０Ｎｉ０．０５）１００−ｘＣｏｘのＣｏ添加濃度（０≦ｘ（ａｔ％）≦３）と過冷却液体温度（ΔＴｘ）の相関関係を示したグラフである。
【００４７】
また、表２には、上記の非晶質合金の組成、ガラス転移点Ｔｇ、結晶化温度Ｔｘ、過冷却液体域ΔＴｘ、Ｔｇ点重量増加率、Ｔｘ点重量増加率、鋳造性、形状精度を示した。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２の実施例と比較例を比べると、Ｃｏ元素の微量添加効果が総合的に顕著である範囲は、０．５≦Ｃｏ添加量（ａｔ％）≦１．５であることが認められた。比較実施例５では、室温からガラス転移点までの重量増加量と結晶化温度までの重量増加率が、Ｃｏ元素の微量添加した合金である実験例４から６、及び比較実験例６から８と比較して著しい大きいことが判った。また、比較実験例６から８は鋳造性が低く、溶湯の粘度が高くなり、薄い板や、大きな板の作成が困難であった。特に比較実験例３、４では、鋳造が不完全なため、形状精度を測定することができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、高い耐酸化性と、鋳造性、成形性に優れたＺｒを主成分とする非晶質合金を提供することができるので、上記の非晶質合金を用いた光学部品に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ プレス軸
２ チャンバー
３ ハロゲンヒーター
４ 真空排気口
５ セラミックスヒーター
６ 上金型
７ 非晶質合金板
８ 下金型
９ 成形中の金属板
１０ リフレクター
１１ 胴型
１２ カートリッジヒーター
１３ 光学製品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式ＺｒａＭｂＣｏｘ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、５０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦５０、０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、且つａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。）からなることを特徴とする非晶質合金。
【請求項２】
前記非晶質合金の結晶化温度をＴｘ、ガラス転移点をＴｇとすると、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲が６０Ｋ以上であることを特徴とする請求項１に記載の非晶質合金。
【請求項３】
酸素存在下において室温からガラス転移点Ｔｇまで加熱した時の前記非晶質合金の重量増加率が、ＺｒａＭｂ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、４０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦６０の関係を満足し、且つａ＞ｂである。）の重量増加率の１／２倍以下であること特徴とする請求項１または２に記載の非晶質合金。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の非晶質合金を用いた光学部品。
【請求項５】
前記非晶質合金の非晶質相の体積率が、少なくとも８０％以上を占めていることを特徴とする請求項４に記載の光学部品。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の非晶質合金を、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Ｔｇ以下まで冷却する工程を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項１】
組成式ＺｒａＭｂＣｏｘ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂ、ｘは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、５０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦５０、０．５≦ｘ≦１．５の関係を満足し、且つａ＞ｂであり、ａ＋ｂ＋ｘの合計は９９．８以上である。）からなることを特徴とする非晶質合金。
【請求項２】
前記非晶質合金の結晶化温度をＴｘ、ガラス転移点をＴｇとすると、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲が６０Ｋ以上であることを特徴とする請求項１に記載の非晶質合金。
【請求項３】
酸素存在下において室温からガラス転移点Ｔｇまで加熱した時の前記非晶質合金の重量増加率が、ＺｒａＭｂ（ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉから選ばれる２種類以上の元素であり、ａ、ｂは原子組成百分率（ａｔ％）を示し、４０≦ａ≦７５、２５≦ｂ≦６０の関係を満足し、且つａ＞ｂである。）の重量増加率の１／２倍以下であること特徴とする請求項１または２に記載の非晶質合金。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の非晶質合金を用いた光学部品。
【請求項５】
前記非晶質合金の非晶質相の体積率が、少なくとも８０％以上を占めていることを特徴とする請求項４に記載の光学部品。
【請求項６】
請求項１乃至３のいずれかに記載の非晶質合金を、過冷却液体域ΔＴｘ（ΔＴｘ＝結晶化温度Ｔｘ−ガラス転移点Ｔｇ）の温度範囲に加熱し、型成形により加圧して成形した後、圧力を保持した状態で少なくともガラス転移点Ｔｇ以下まで冷却する工程を有することを特徴とする光学部品の製造方法。
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６３８５７（Ｐ２０１１−６３８５７Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１６２１１（Ｐ２００９−２１６２１１）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（８９９００００３５）株式会社 東北テクノアーチ (68)
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（８９９００００３５）株式会社 東北テクノアーチ (68)
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
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