2021 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of diversity in thermoelastic martensitic transformation by hierarchical microscopy studies
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19H00829
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
西田 稔 九州大学, 総合理工学研究院, 特任教授 (90183540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤嶺 大志 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (40804737)
松田 光弘 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80332865)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 熱弾性マルテンサイト変態 / 形状記憶・超弾性合金 / 階層的顕微解析 / 自己調整構造 / 変態誘起転位 / 非金属介在物 / 走査電子顕微鏡用試料冷却ステージ / Strain Glass |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱弾性マルテンサイト変態の多様性を理解するために設定した以下の4つの課題，「①応力誘起マルテンサイトの結晶学的特徴」，「②熱弾性マルテンサイトの自己調整と格子欠陥の発生に着目した形状記憶合金の長寿命化」，「③等温熱弾性マルテンサイト変態に伴う組織形成過程と超弾性合金の劣化機構の解明」，「④Strain Glassの実体と時効によるマルテンサイト相の安定化・ゴム弾性機構の解明」のうち，特に②，③，④に取り組んだ．
②では熱サイクルによって導入され形状記憶合金の機能劣化を引き起こす変態誘起転位が，これまで定説とされてきた順変態時ではなく，逆変態時の母相／マルテンサイト界面の後退に伴って生成することを階層的顕微観察によって実験的に示した．さらに，すべり系を同定し，特異な形状を呈する転位ループの生成・不動化の機構を考察した．
③ではマルテンサイト変態の核生成・成長挙動を忠実に再現することを目的として，新たな方式による走査電子顕微鏡用試料冷却・加熱ステージの開発に着手した．また，Ti-Ni系超弾性合金の耐疲労特性の改善の観点から，鋳造時に生成する炭化物系非金属介在物が熱処理や加工に伴い疲労破壊の起点となる酸化物系非金属介在物へと遷移する過程を明らかにした．
④では等原子Ti-Pd合金のTiをHfで置換したTi-Pd-Hf合金において，Hf量の増加に伴い，マルテンサイト変態温度が著しく低下し，25Hf，40Hf合金ではマルテンサイト変態は起こらずStrain Glass的な現象が認められた．しかし変態温度低下の要因は，一連のStrain Glassの研究において提唱されているナノドメインの生成によるマルテンサイト変態の抑制・阻害とは異なるものであることを見出した．
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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