2004 Fiscal Year Annual Research Report
応力誘起変態制御によるインバー合金の開発と工業材料への展開
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14102030
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 清仁 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20151368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
貝沼 亮介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202004)
大沼 郁雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20250714)
山内 清 東北大学, 先進医工学研究機構, 教授 (70375202)
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| Keywords | インバー合金 / 熱膨張 / 形状記憶合金 / 2方向性形状記億 / Cr-Zn-Al合金 / 冷間加工 / 応力誘起変態 / マルテンサイト変態 |
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| Research Abstract |
合金の熱膨張係数は一般に融点に反比例するので、材料固有のものでありその制御は極めて困難であると考えられている。本研究はこれら従来の常識を越え、相変態を利用して熱膨張係数を制御する方法を確立する事を目的とするものである。すなわち、単相あるいは2相合金に適度の歪みを与え応力誘起変態をおこさせる事によって熱膨張係数を自由にコントロールできる手法を確立する。このためには、多くの実験と低熱膨張出現の機構解明を行う必要がある。本研究では、これらの点を明らかにする事を主眼とするが、精密機器を始め、本研究で得られる成果の応用についても視野に入れた研究を行うが本年度の研究業績は次の通りである。
1.Co-Ni-Al系合金の膨張特性
今年度は新しい系として、2相組織を有するCo-Ni-Al系形状記憶合金を用いて従来と同様の評価を行った。その結果、本合金系では約10%までの冷間圧延が限界であり変態幅を十分に広げるだけの加工性が得られない事、また幅広い温度域で低熱膨張特性を得る事が困難であることが判明した。
2.単結晶による抑制調査
単結晶に冷間圧延を加える事により低熱膨張の基本特性を調査した。その結巣、低熱膨張特性に及ぼす単結晶の方位依存性は極めて大きく、RD,TD,ND各方向が母相結晶のどの方向になるかにより低熱膨張特性の得られる圧延率は大きく変化することが分かった。また、RD方向を最<001>方向と一致させた場合には、約1%の冷間圧延で5%もの2方向形状記憶効果が得られる事が判明した。
3.高導電性を有する低熱膨張合金の作成
電子材料への応用を考えて、導電性や熱伝導性の高い低熱膨張合金の開発を検討した。具体的には、今まで報告されているTiNi系、Cu系、NiAl系各合金について導電率を評価した。その結果、これらの合金系の中ではCu-Zr-Al系が際立って高い導電性を有する事を確認し、その最適組成域を調査した。マルテンサイト変態を生じる組成のZn:19〜23at%、Al:8〜14at%の範囲内では、いずれも%IACSが20%前後であり組成によって導電性は大きく変化しない事が判明した。
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