2001 Fiscal Year Annual Research Report
Ti―Ni系形状記憶合金スパッタ薄膜の非平衡組織に関する基礎研究
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11305043
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
宮崎 修一 筑波大学, 物質工学系, 教授 (50133038)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 章 物質・材料研究機構, サブグループリーダー
鈴木 博章 筑波大学, 物質工学系, 助教授 (20282337)
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| Keywords | Ti-Ni / Ti-Ni-Pd / 形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / 非平衡細織 / 薄膜 |
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| Research Abstract |
マイクロマシンで使われるマイクロアクチュエータ素子の応答性を高めるためには、冷却速度を高くすることが要求され、そのためには変態温度ヒステリシスを小さくするか、変態温度を上げることが重要になる。本研究により、超小型駆動源としてのマイクロアクチュエータ素子材料の高性能化を目指す。
本年度では、変態温度を上げるのに効果のあるPdをTi-Niに添加したTi-Ni-Pd三元合金薄膜の作製を目的とし、昨年度と同様に記憶処理および特性評価を以下のように行った。
(a)スパッタリング法により、Pd濃度を系統的に変えたTi-Ni-Pd薄膜を作製した。
(b)石英管に薄膜を入れ高真空に封入して、熱処理温度と処理時間を系統的に変えて形状記憶処理を行い、熱処理効果を調べるための試料を作製した。
(c)変態及び形状記憶特性の評価を行うために、結晶構造変化をX線回析装置を用いて温度を変えて精密測定を行った。変態と変形特性は、それぞれ高温同時熱分析装置と熱機械分析装置で測定した。
(d)内部組織の観察は、透過型電子顕微鏡により行い、非平衡組織から平衡組織への変化を系統的に観察し、内部組織形成の過程を調べ、形状記憶特性との関連を明らかにした。
(e)冷却加熱中のマルテンサイト変態挙動をSTM顕微鏡を用いてその場観察を行い、変態に伴う表面起伏の精密測定を行った。
以上の結果、スパッタ法で作製したTi-Ni-Pd合金薄膜で、最高で562Kの変態温度を実現できた。これは、Ti-Ni二次元合金薄膜と比べて約300K高いため、十分に冷却速度を高めることが可能である。
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[Publications] K.Okutsu: "Shape Memory Behavior of Sputter-Deposited Ti-Ni-Pd High-Temperature Shape Memory Alloy Thin Films"Transactions of Materials Research Society of Japan. 26. 255-258 (2001)
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[Publications] K.Okutsu: "Microstructure of Sputter-Deposited Ti-Ni-Pd High-Temperature Shape Memory Alloy Thin Films"Transactions of Materials Research Society of Japan. 26. 259-262 (2001)
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[Publications] M.Hirano: "Dynamic Characteristics of Diaphragm-Type Microactuators Utilizing Ti-Ni Shape Memory Alloy Film"Transactions of Materials Research Society of Japan. 26. 133-136 (2001)
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[Publications] S.Kajiwara: "Main Factors for Obtaining Good Shape Memory Properties in Sputter-Deposited Ti-Ni Thin Films"Transactions of Materials Research Society of Japan. 26. 183-188 (2001)
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[Publications] H.Hosoda: "Phase Constitution of Some Intermetallics in Continuous Quaternary Pillar Phase Diagrams"Journal of Phase Equillibria. 22. 394-399 (2001)
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[Publications] T.Masunaga: "Internal Structures and Shape Memory Properties of Sputter-Deposited Thin Films of Ti-Ni-Cu Alloy"Acta Materialia. 49. 1921-1928 (2001)
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[Publications] 宮崎修一: "形状記憶合金の特性と応用展開"(株)シーエムシー. 280 (2001)
