2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of novel Co-based reentrant shape memory alloys showing anomalous martensitic transformation

Research Project

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Project/Area Number	19H02412
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 26010:Metallic material properties-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	XU XIAO 東北大学, 工学研究科, 助教 (20781389)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	辻川雅人東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40615019) 大森俊洋東北大学, 工学研究科, 准教授 (60451530)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	形状記憶合金 / リエントラント・マルテンサイト変態 / Co系合金
Outline of Final Research Achievements	Conventional martensitic transformation occurs as a parent-to-martensite transformation during the cooling process. Recently, we developed a new Co2Cr(Ga,Si) alloy system, where a unique parent-martensite-parent reentrant martensitic transformation occurs; shape memory alloys showing this unique behavior were named as reentrant shape memory alloys. In this study, we focused on the development of new shape memory alloys, and new systems such as Co-V-Al and Co-V-Al-Si were successfully developed. Moreover, by using the reentrant shape memory alloys, we found the elastocaloric switching effect for the first time in the world. This achievement is considered as a solid progress for the realization of the upcoming solid-state refrigeration technique in the near future.
Free Research Field	金属物性
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究はまず新規Co系形状記憶合金の開発を目的とした。Co系合金は独特の電子構造から形状記憶合金にはなりにくいとされてきたが、本研究で新規形状記憶合金の開発に成功したことで学術的に大きな意味を持つと言える。また、Co-V-AlとCo-V-Si-Al合金はいずれもGaなど高価な元素を含まないため、実用上の意味も大きい。さらに、Co-Cr-Al-Si合金において、周囲の温度で冷暖切換する固体冷媒材料の開発に成功した。こちらは新しい物理現象であると同時に、装置設計に新たな自由度が生まれることから、次世代固体冷凍技術の実現にも貢献できると期待され、学術的にも社会的にも大きな意義を持つ研究成果である。