| Project/Area Number |
22K18877
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Xu Xiao 東北大学, 工学研究科, 准教授 (20781389)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 形状記憶合金 / リエントラント・マルテンサイト変態 / マルテンサイト変態 / Mn基合金 |
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| Outline of Research at the Start |
一般に、マルテンサイト(M)変態は冷却時に無拡散的に母相→M相の正変態が生じるが、代表者らは、CoCrGaSi形状記憶合金において冷却で母相→M相→母相の挙動を示す異常なM変態を報告し、リエントラント形状記憶合金と命名した。リエントラント形状記憶合金は学術面でも応用面でも大きな意味を持つが、その実現条件が厳しく、その結果、今のところ、CoCrGaSi合金でしか見つかっていない。本研究は素材コストの低いMn基合金に注目し、より安価である第２のリエントラント形状記憶合金の創製に挑戦する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The PI's group have developed CoCrGaSi shape memory alloys showing an abnormal parent->martensite(M)->parent diffusionless transformation. The CoCrGaSi alloys show cooling-induced shape memory effect and elastocaloric effect thus being candidates for applications, but they are expensive. In this research, we focused on an inexpensive MnZn system. We found a bcc-hcp-type diffussionless transformation, accompanied with a phase stability reversal at low temperatures for the bcc and hcp phases. However, the reentrant M transformation phenomenon was not observed because of the nonthermoelastic M transformation and the partial diffusion for this system. We also systematically examined the MnZn binary alloy system and experimentally determined the phase diagram.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
代表者らは、冷却で母相→マルテンサイト(M)相→母相といった異常な変態挙動（リエントラントM変態挙動）を有するCoCrGaSi形状記憶合金を開発した。CoCrGaSi形状記憶合金は様々な応用の可能性が見込まれるが、コストが高いことがネックである。本研究は、MnZnという、CoCrGaSiの1/20のコストである合金系に注目して挑戦的研究を行った。最終的にリエントラントM変態を見出すことはできなかったが、部分的な拡散変態の形でリエントラント変態と同様の相安定性の逆転現象を見出し、今後リエントラントM変態挙動を有する形状記憶合金の開発指針に大きな意味を持つ研究成果が得られた。
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