Development of novel titanium-based superelastic alloys operationable in a wide temperature range

• Project/Area Number: 24K01190
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 許 勝 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10907033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大森 俊洋 東北大学, 工学研究科, 教授 (60451530) ; 貝沼 亮介 東北大学, 工学研究科, 教授 (20202004)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2025: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2024: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: チタン合金 / マルテンサイト変態 / 超弾性 / 極低温 / 中性子回折

Outline of Research at the Start

宇宙開発や水素社会等の分野においては、軽量でありながら極低温でも動作するアクチュエータや特殊機器の開発が求められており、超弾性合金は素材として魅力的である。しかし、これまでに軽量性と100K以下の極低温を含む広い動作温度範囲を兼ね備えた超弾性合金は存在しない。本研究では、状態図を活かして、熱力学と格子動力学を同時に考慮することで、広い動作温度範囲を有するTi系超弾性合金を設計する。さらに、材料組織制御の手法を駆使して、より安定した優れた超弾性特性を実現することで、極低温領域も含む広い温度範囲で動作する、世界初の軽量なTi系超弾性合金を開発する。