2017 Fiscal Year Annual Research Report
Design principle and development of super-long life shape memory alloy based on Nitinol
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15H04143
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
稲邑 朋也 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60361771)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / 生体材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ニチノール形状記憶合金における，マルテンサイトドメイン組織に生じる非適合度（Incompatibility）を低減させるよう格子定数を調整することで，格子欠陥の発生を抑制して，寿命を大幅に伸ばした新合金の開発原理を明らかにすることを目的にしている．非適合度の指標として，ドメイン壁でのRank-1接続条件からの偏差角を評価すると，ニチノール合金では2°程度であるのに対して，昨年度までの成果で得られているTiNi基４元系合金では，0.1°以下に抑制でき，無変形状態での熱サイクルを200サイクル以上与えても，駆動温度（マルテンサイト変態温度）の変化が1℃以下であることがわかっている．本年度においては，本合金とその周辺組成の合金に予ひずみを与え，形状回復温度の変化を評価した．その結果，本合金においては，マルテンサイト状態で与えた予ひずみが3%程度であれば，通常みられる逆変態温度（形状回復温度）の上昇が抑制されていることがわかった．また比較材料として作製した非適合度が5°の合金においては，予ひずみ負荷後の形状回復温度の変化が顕著であった．このことは，予歪みを与えた際のドメイン壁の移動に際して格子欠陥の発生が抑制されているためと推察され，本合金設計原理の妥当性を強く示唆している．TEM観察による解析では，ドメイン壁は{111}TypeI 双晶，<211>TypeII双晶，{011}複合双晶などの多くの双晶種からなっていることも明らかにした．また本合金の加工性を評価した結果， 50％の熱間加工が可能であることも明らかとした．この様に，本研究で提唱する材料設計法の妥当性が強く示唆されるとともに，得られた合金は実用化の見込みがあることが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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