新機能を有する形状記憶合金を用いた知的センシングとアクチュエーション

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11695038
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192) ; 松本 實 東北大学, 素材工学研究所, 講師 (30006043) ; 長南 征二 東北大学, 工学研究所, 教授 (20005424)
• Keywords: 機能性材料 / センサー / アクチュエータ / 形状記憶合金 / 電磁機能性 / 電気抵抗 / 構造変態 / 生体

Research Abstract

本研究の目的は、電磁機能性を有する新しい形状記憶合金を開発し、センサー及びアクチュエーター素子として生体への応用可能性を検討することである。本年度は、3年計画の1年目として、研究計画を立案するとともに、磁性形状記憶合金の作製と物性の測定、また、従来の形状記憶合金に新たな機能性を付加することのできる形状記憶合金上の薄膜について検討した。
1.磁性形状記憶合金であるNi_2MnGaの単結晶及び多結晶バルク材の作製し、電磁・熱的特性を評価した。種々の組成での磁気的特性、機械的特性について測定した。また、キューリー点の外部磁場による変化を測定した。その相関関係を明らかにするための熱力学的な観点からの検討を開始した。
2.磁性形状記憶合金の磁場中での電気抵抗の温度依存性を測定するために電気低抗測定装置の改良を検討した。磁場がない状態でのACによる電気抵抗の測定が可能になった。磁場(最大5テスラ)中での測定が可能になるように、装置を改良している。電気抵抗の測定により、構造変態への磁場の影響についての測定が可能となる。
3.形状記憶合金TiNiの機能性を向上させるための検討を開始した。生体内での使用を考慮すると、ヒーターや温度センサー機能を形状記憶合金素子そのものが有することが望ましい。現状では、形状記憶合金にヒーター用のワイヤや熱電対を貼付している。このような機能を有する薄膜を形状記憶合金表面に蒸着させるための検討を開始した。

Research Products

• [Publications] Matsumoto M.,Takagi T.and Tani J.: "Structural and magnetic phase transitions in shape-memory alloys Ni_<2+x>Mn_<1-x>Ga"PHYSICAL REVIEW B. Vol.59. 1113-1120 (1999)
• [Publications] Matsumoto M.,Takagi T.and Tani J.: "Phase Transitions in Intermetallic Compounds Ni-Mn-Ga with Shape Memory Effect"IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS. Vol.35 No.5. 3811-3813 (1999)
• [Publications] Matsumoto M.,Takagi T.and Tani J.: "Phase Transformation of Ni_<2+x>Mn_<1-x>Ga (x=0-0.19)"Proceedings of the International Conference on Solid-Solid Phase Transformations'99(JIMIC-3). 1124-1127 (1999)
• [Publications] Matsumoto M.,Takagi T.and Tani J.: "Properties of Ni_2MnGa Shape Memory Alloy Prepared by Spark Plasma Sintering"Materials Science Forum. Vol.327. 489-492 (2000)
• [Publications] T.Takagi: "Proceedings of International Seminar on Shape Memory Alloys and Related Technology"東北大学流体科学研究所技術資料 IFS-TM7. 50 (1999)