2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development and understanding of structural materials with high melting points and shape memory alloys by reaction diffusion during non-pressure lamination cladding
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17K06072
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| Research Institution | Matsue National College of Technology |
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Principal Investigator |
新野邊 幸市 松江工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (20342545)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 金属間化合物 / チタン / プラチナ / パラジウム / 形状記憶合金 / 熱処理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの2か年間で無加圧式積層クラッドを利用した超高融点材料と形状記憶合金の開発を試み、Nb-Al系金属間化合物とMo-Al系金属間化合物からなる超高融点材料、ならびにTi-Ni系金属間化合物からなる形状記憶合金の作製を試み、金属間化合物の形成過程を調査した。最終年度では、形状記憶合金として使用されているTi-Ni系金属間化合物を比較試料として加えて、Ti-Pt系金属間化合物ならびにTi-Pd系金属間化合物のほか、MoとNiおよびPtを組み合わせた金属間化合物の作製を試みた。
市販品として、PtとPdの箔は入手が困難であるため、これらの細線を利用して、Ti側を管とする組み合わせを採用した。すなわち、直径1mm、厚さ0.1mmのTi管と、直径0.5mmのNi, Pt, Pd細線を使用した。Ti管に細線を通したあとで、ペンチで切断して、油圧プレス機により0.5tの荷重を負荷して、管と細線が接触するようにした。なお、加圧を施しているが、接触しているのみで、圧接による強い接合はなされていない。それぞれの2元系状態図を参照して、融液化が起こらない温度を加熱温度と設定した。予備実験により融液化が起こると、試料の形状が維持されないことを確認した。
Ti-Ni系試料を900℃で24hまで加熱したところ、形状記憶特性を示すと期待されるTiNi相が最も厚く形成された。Ti-Pt系試料を1200℃で24hまで加熱したところ、TiPt相が同様に厚く形成された。ただし、Ti-Pd系試料では、Ti固溶体が広い組成幅を有することに起因して、最も厚く形成され、TiPd相の形成はわずかであった。Mo-Ni系試料では金属間化合物が生成したが、Mo-Pt系試料では剥離がみられ金属間化合物が作製できなかった。以上の結果、金属間化合物の形成は系の組み合わせに依存することがわかった。
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