強磁性体形状記憶合金Ni_2MnGaの薄膜作製とマイクロアクチエーターの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08875128
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松本 實 東北大学, 素材工学研究所, 講師 (30006043)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192) ; 高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20197065) ; 大塚 誠 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (30241582)
• Keywords: 強磁性体 / 形状記憶合金 / 薄膜 / マイクロアクチエーター

Research Abstract

1.スパッタリング装置へ電源(CFS-4ES用DC500W)を据え付け、スパッタリング用ターゲットを作製し、薄膜の作製を試みた。
(1)アーク熔解炉によるNi_2MnGaバルク試料の作製
高純度ニケッル、マンガンおよびガリウムを秤量し、アーク熔解炉によって約280gのバルク試料を作製した。組成の不均一を避けるため熔湯を急冷する工夫をした。得られたバルク試料を1100Kで9日間熱処理した。
(2)スパッタリング用ターゲット作製
上記のバルク試料を切断・粉砕し、約100メッシュのホットプレス用の粉末試料を作製した。ホットプレス法によりスパッタリング用ターゲット(直径75mm、厚さ5mm)を作製し、薄膜の作製を試みた。
2.急冷凝固法による薄膜の作製と評価
上記Ni_2MnGaバルク試料から急冷凝固法によって厚さ20μm、幅2mmのリボン状薄膜を作製した。X線マイクロアナライザーにより合金組成を測定した。走査電子顕微鏡により表面を観察した。X線解析パターンの温度変化を測定し、結晶構造の温度変化、変態温度を求めた。これよりバルク試料と薄膜とで結晶構造の温度変化は同じで、変態温度は薄膜の場合低下することを明らかにした。
3.形状記憶合金アクチュエーターに関する理論的解析
TiNi形状記憶合金板を電磁加熱し、形状変化を起こさせた場合の動的変形に関する理論的解析を行い、実験結果と良い一致を得た。