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形状記憶マグネシウム合金の開発

Research Project

Project/Area Number 16J04175
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Material processing/Microstructural control engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小川 由希子  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsマグネシウム合金 / 形状記憶合金
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、新規高機能性β型Mg合金の創製を目的とし、Mg-Sc合金における形状記憶特性の詳細な調査による最適な合金組成の探索やその機構解明を目的とし、以下の知見を得た。
1. Sc濃度とマルテンサイト変態温度: 様々なSc濃度のMg-Sc合金に対し、液体窒素内で変形を加えた後、温度を緩やかに上昇させることで形状回復開始温度を調査した。その結果から変態温度を見積もると、Sc量を1 at.%低下させると変態温度は100 °C以上上昇すると考えられる。以上より、Sc量の低下とともに変態温度は上昇し、強い組成依存性を有することが明らかとなった。
2. 変態メカニズムの解明: 温度を変化させながらXRD測定を行った結果、降温時にマルテンサイト相と考えられる新たなピークが出現し、昇温によりそのピークは消滅した。このことから、Mg-Sc合金において熱的なマルテンサイト変態が生じることが確認された。その際得られたピーク位置はTi合金におけるマルテンサイト相のものと酷似していた。従って、Mg-Sc合金におけるマルテンサイト相の結晶構造はTi合金と同様にorthorhombic(直方晶)であると考えられる。また、様々な温度下における負荷-除荷引張サイクル試験の結果から得られた変態誘起応力と温度の関係より見積もられる変態エントロピーの値もTi合金のものと近い値であったことからも、マルテンサイト相がTi合金と同様の結晶構造であると推測できる。更に、結晶構造をorthorhombicとし、その格子定数をXRDパターンから算出した。その結果を基に、母相(bcc相)とマルテンサイト相の格子対応関係から各方向の変態ひずみを概算したところ、理論上ではbccの011方向において最大超弾性ひずみが得られることが分かった。この結果を基に初期組織の配向制御を行うことで、更なる形状記憶特性の向上が望める。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Book (2 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Texture randomization of hexagonal close packed phase through hexagonal close packed/body centered cubic phase transformation in Mg-Sc alloy2017

    • Author(s)
      Yukiko Ogawa, Daisuke Ando, Yuji Sutou, and Junichi Koike
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: vol. 128 Pages: 27-31

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2016.09.024

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A lightweight shape-memory magnesium alloy2016

    • Author(s)
      Yukiko Ogawa, Daisuke Ando, Yuji Sutou, and Junichi Koike
    • Journal Title

      Science

      Volume: 353 Issue: 6297 Pages: 368-370

    • DOI

      10.1126/science.aaf6524

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Determination of α/β phase boundaries and mechanical characterization of Mg-Sc binary alloys2016

    • Author(s)
      Yukiko Ogawa, Daisuke Ando, Yuji Sutou, Kyosuke Yoshimi and Junichi Koike
    • Journal Title

      Materials science and Engineering A

      Volume: 670 Pages: 335-341

    • DOI

      10.1016/j.msea.2016.06.028

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Aging Effect of Mg-Sc Alloy with α+β Two-Phase Microstructure2016

    • Author(s)
      Yukiko Ogawa, Daisuke Ando, Yuji Sutou and Junichi Koike
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 57 Issue: 7 Pages: 1119-1123

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2016093

    • NAID

      130005158400

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Shape memory properties of Mg-Sc alloy2017

    • Author(s)
      Yukiko Ogawa, Daisuke Ando, Yuji Sutou and Junichi Koike
    • Organizer
      The international conference on shape memory and superelastic technologies (SMST) 2017
    • Place of Presentation
      Paradise point (San Diego, California, USA)
    • Year and Date
      2017-05-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] bcc/hcp相変態を利用したhcp単相Mg-Sc合金の集合組織制御2017

    • Author(s)
      小川由希子、安藤大輔、須藤祐司、小池淳一
    • Organizer
      第160回日本金属学会春期講演大会
    • Place of Presentation
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都八王子市)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Sc-based alloy and its functionality2017

    • Author(s)
      Daisuke Ando, Yukiko Ogawa, Yuji Sutou and Junichi Koike
    • Organizer
      TMS2017 146th annual meeting & exhibition
    • Place of Presentation
      San Diego Convention Center and Marriott Marquis & Marina (San Diego, California, USA)
    • Year and Date
      2017-02-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 形状記憶マグネシウム合金の開発2017

    • Author(s)
      須藤祐司、小川由希子、安藤大輔、小池淳一
    • Organizer
      平成28年度第4回技術講演会
    • Place of Presentation
      京橋区民館 (東京都中央区)
    • Year and Date
      2017-01-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 構造変態を利用した高機能Mg合金の開発2016

    • Author(s)
      小川由希子、安藤大輔、須藤祐司、小池淳一
    • Organizer
      FRIS/DIARE Joint Workshop
    • Place of Presentation
      東北大学片平さくらホール(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-11-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マグネシウム系形状記憶合金2016

    • Author(s)
      須藤祐司、小川由希子、安藤大輔、小池淳一
    • Organizer
      SMAシンポシウム2016
    • Place of Presentation
      横浜市立大学金沢八景キャンパス YCUスクウェア ピオニーホール(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Mg-Sc合金におけるbcc相の時効硬化とマルテンサイト変態2016

    • Author(s)
      小川由希子、安藤大輔、須藤祐司、小池淳一
    • Organizer
      SMAシンポシウム2016
    • Place of Presentation
      横浜市立大学金沢八景キャンパス YCUスクウェア ピオニーホール(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Mg-Sc合金における超弾性効果の発現2016

    • Author(s)
      小川由希子、安藤大輔、須藤祐司、小池淳一
    • Organizer
      第159回金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] BCC+HCP二相組織を有するMg-Sc-Zn合金の機械的性質2016

    • Author(s)
      竹内悠太、小川由希子、安藤大輔、須藤祐司、小池淳一
    • Organizer
      第159回金属学会秋期講演大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2016-09-21
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] アルトピア2017

    • Author(s)
      須藤 祐司、 小川由 希子、 安藤 大輔、 小池 淳一、森 久史、 野田 雅史、 伊藤 友美、 権田 善夫、水野 陽一、安倍 信貴、佐藤 敏彦、宮木 美光、井邑 満、金偏 登呂
    • Total Pages
      61
    • Publisher
      カロス出版
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Book] サイエンス誌に載った日本人研究者 Japanese Scientists in Science 20162017

    • Author(s)
      株式会社アスカコーポレーション(Science Japan Customer Service Office)編集
    • Total Pages
      72
    • Publisher
      American Association for the Advancement of Science (AAAS)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 東北大学 大学院 工学研究科 知能デバイス材料学専攻 小池研究室ホームページ

    • URL

      http://www.koike-lab.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超弾性効果及び/又は形状記憶効果を発現するマグネシウム合金2016

    • Inventor(s)
      安藤大輔、須藤祐司、小川由希子、小池淳一
    • Industrial Property Rights Holder
      安藤大輔、須藤祐司、小川由希子、小池淳一
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2016-10-13
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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