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2019 Fiscal Year Annual Research Report

多目的in-situ分析による応力誘起マルテンサイト変態理論の再定義

Research Project

Project/Area Number 19H02417
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田原 正樹  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (80610146)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywordsマルテンサイト変態 / 形状記憶合金 / 応力誘起変態 / チタン合金
Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は応力によって誘起されるマルテンサイト変態の結晶学的特徴が、従来の定説と全く異なるものであることを新たに発見した。本研究ではどのような条件でどの程度差異が生じるのかを実験的に詳細に解明し、その具体的機構を明らかにすること、さらにこれらから得られる知見をもとに超弾性の機能劣化の克服が可能であるかどうかを検討することを目的とする。具体的には、チタン系形状記憶合金の単結晶試料を作製し、応力下でEBSD観察やECCI測定、光学顕微鏡による2面解析など多数のin-situ測定を同一の試料で行い、これまで検討されてこなかった応力誘起変態の詳細な結晶学的特徴を徹底的に明らかにする。
R1年度は本研究の中核をなす、多目的In-situ測定を実施するための治具作製と測定環境の構築を中心に行った。予備実験を行ったところ、目的のデータ(表面起伏観察によるマルテンサイトの結晶学的特徴の評価、SEM観察による導入される欠陥の評価、XRD測定による応力誘起変態中の格子定数変化)は十分に得られることが分かった。ただし、より精度よく計測するために試験片形状の変更が必要となった。そのため、R1年度では改めて単結晶試料を作製し、最適な試験片形状の検討も行った。全体として、当初の研究計画どおりに進展している。R2年度は作製したIn-situ治具を用いて、本格的に単結晶試料のECCI観察やXRD測定等を行う予定である。また、現時点までに得られている成果をまとめて国内外の会議で発表するとともに、学術論文への投稿も行う予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画に従い、R1年度はIn-situ治具の作製と測定環境の構築を行った。本研究では応力誘起変態中の(1)試料の表面起伏、(2)導入される欠陥の評価、(3)格子定数変化の有無を明らかにすることで研究目的の達成を図るものである。よってIn-situ治具の完成度が研究成果に重大な影響を与えることから、作製したIn-situ治具について慎重に評価を行った。予備測定の結果、当初の計画通りの性能を有していたが、より高精度に上記の測定を行うためには単結晶試験片の形状を変更する必要があることがわかった。そこで本年度は改めて単結晶試料を光学式浮遊帯域溶融法にて作成し、試験形状の最適化を行った。

Strategy for Future Research Activity

R1年度に作製したIn-situ治具を用いて各種測定を行う予定である。進捗状況により、単結晶試料の荷重方向を変える、もしくは合金組成を変化させる可能性がある。また、XRD測定については現時点では通常の装置を使用する予定であるが、状況によっては放射光施設の使用を検討する。さらに、これまでに得られた成果を国内外の学会で発表するとともに、学術誌へ投稿する予定である。

  • Research Products

    (31 results)

All 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results)

  • [Journal Article] Goss Orientation Evolution in T-5.5Mo-8Al-6Zr Shape Memory Alloy upon Heat Treatment2019

    • Author(s)
      Shinohara Yuri、Sasaki Tomoya、Tahara Masaki、Hosoda Hideki、Inamura Tomonari
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 60 Pages: 1890~1897

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2019039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compressive Deformation Behavior and Magnetic Susceptibility of Au2CuAl Biomedical Shape Memory Alloys2019

    • Author(s)
      Goto Kenji、Umise Akira、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 60 Pages: 662~665

    • DOI

      10.2320/matertrans.MB201810

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of the Shape Memory Effect by Micro-Compression Testing of Single Crystalline Ti-27Nb Ni-Free Alloy2019

    • Author(s)
      Nagoshi Takashi、Yasuda Takahisa、Otaki Nao、Tahara Masaki、Hosoda Hideki、Sone Masato
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 13 Pages: 110~110

    • DOI

      10.3390/ma13010110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase Reaction and Diffusion Behavior between AuTi and CoTi Intermetallic Compounds2019

    • Author(s)
      Buasri Taywin、Goto Kenji、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      MATERIALS TRANSACTIONS

      Volume: 60 Pages: 631~635

    • DOI

      10.2320/matertrans.MB201806

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 単結晶Ti-Nb形状記憶合金の応力誘起マルテンサイト変態と塑性変形挙動2019

    • Author(s)
      田原正樹, 稲邑朋也, 細田秀樹
    • Journal Title

      チタン

      Volume: vol.67 Pages: 116~120

  • [Journal Article] Isothermal martensitic transformation behavior of Ti-Nb-O alloy2019

    • Author(s)
      Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Kim Hee Young、Miyazaki Shuichi、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 257 Pages: 126691~126691

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2019.126691

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructural Evolution in β‐Metastable Ti-Mo-Sn-Al Alloy During Isothermal Aging2019

    • Author(s)
      Tahara Masaki、Hasunuma Kazuya、Ibaki Ryosuke、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Advanced Engineering Materials

      Volume: 21 Pages: 1900416~1900416

    • DOI

      10.1002/adem.201900416

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Microstructure observation of isothermally formed α″ phase in Ti-Mo base shape memory alloy2019

    • Author(s)
      Masaki Tahara, Kazuya Hasunuma, Ryosuke Ibaki, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      Ti-2019(The 14th world conference on titanium)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanical properties of TiNbCu biomedical shape memory alloy of hypereutectoid composition2019

    • Author(s)
      Hideki Hosoda, Dai Inomata, Masaki Tahara.
    • Organizer
      Ti-2019(The 14th world conference on titanium)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deformation Behavior of Au-28Cu-22Al Biomedical Shape Memory Alloy Micropillars2019

    • Author(s)
      Akira Umise, Kenji Goto, Tso Fu Mark Chang, Masaki Tahara, Masato Sone, Takao Hanawa, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      30th Annual Conference of the European Society for Biomaterials(ESB2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of aging treatment on phase constitution and mechanical property of Ti-7.5Cr-7Al biomedical superelastic alloy2019

    • Author(s)
      Masaya Iwasaki, Masaki Tahara, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      1st Tokyo Tech-NCTU Joint Symposium on Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Aging Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Ti-Au-Mo Biomedical Shape Memory Alloys2019

    • Author(s)
      Naoki Nohira, Akira Umise, Masaki Tahara, Kenji Goto, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      1st Tokyo Tech-NCTU Joint Symposium on Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Yttrium addition on Microstructure and Mechanical Properties of Ti-Cr-Sn Biomedical Alloys2019

    • Author(s)
      Min Soo Park, Akira Umise, Masaki Tahara, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      1st Tokyo Tech-NCTU Joint Symposium on Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of AuCuAl biomedical superelastic alloys2019

    • Author(s)
      Hideki Hosoda, Akira Umise, Masaki Tahara.
    • Organizer
      1st Tokyo Tech-NCTU Joint Symposium on Advanced Materials
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect Fe Additions on Mechanical Properties and Corrosion Behavior of AuCuAl Based Biomedical Shape Memory Alloys2019

    • Author(s)
      Akira Umise, Kenji Goto, Masaki Tahara, Yusuke Tsutsumi, Hiroyasu Kanetaka, Takao Hanawa, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development (iLIM-4)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phase constitution and mechanical properties of Ti Cr based biomedical shape memory alloys2019

    • Author(s)
      Masaya Iwasaki, Masaki Tahara, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Creation of Life Innovation Materials for Interdisciplinary and International Researcher Development (iLIM-5)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Design of magneto-active NiMnGa/Polymer layered composite for biomedical applications2019

    • Author(s)
      Justyna Lazarczyk, Pimpet Sratong-on, Akira Umise, Masaki Tahara, Volodymyr Chernenko, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering(ISBE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Formation of isothermal α" phase in Ti-Mo base biomedical shape memory alloy2019

    • Author(s)
      K.Hasunuma, A.Umise, M.Tahara, H.Kanetaka, H.Hosoda.
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019(IcMaSS2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Bi addition on phase constitution and mechanical properties of Ti-Cr base shape memory alloy2019

    • Author(s)
      Kenta Hayashi, Masaya Iwasaki, Akira Umise, Masaki Tahara, Hiroyasu Kanetaka, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019(IcMaSS2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of C and Y additions on microstructure and mechanical properties in AuTiCo biomedical shape memory alloy2019

    • Author(s)
      Maya Miyoshi, Akira Umise, Masaki Tahara, Kenji Goto, Takao Hanawa, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering(ISBE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deformation Behavior of Stoichiometric Au2CuAl2019

    • Author(s)
      Hideki Hosoda, Akira Umise, Kenji Goto, Masaki Tahara.
    • Organizer
      The 2018 MRS Fall Meeting & Exhibits
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deformation Behavior of AuCuAl Biomedical Superelastic Alloys by Micro-Compression Tests2019

    • Author(s)
      Akira Umise, Kenji Goto, Masaki Tahara, Tso Fu Mark Chang, Masato Sone, Takao Hanawa, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      The 4th International Symposium on Biomedical Engineering(ISBE2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanical Property Improvement of AuCuAl Biomedical Superelastic Alloys Containing α Phase2019

    • Author(s)
      A. Umise, K. Yamaji, K. Goto, M. Tahara, H. Kanetaka, T. Hanawa, H. Hosoda.
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019(IcMaSS2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ti-Mo-Al合金の機械的性質に及ぼす時効熱処理の影響2019

    • Author(s)
      林建太, 野平直希, 木村啓吾, 田原正樹, 細田秀樹.
    • Organizer
      2019年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Design and development of NiMnGa-epoxy layered composite for magnetostrain actuation2019

    • Author(s)
      Justyna Lazarczyk, Pimpet Sratong-on, Masaki Tahara, Volodymyr Chernenko, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      2019年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-Mo-Sn-Al形状記憶合金の等温変態挙動2019

    • Author(s)
      蓮沼和也, 田原正樹, 細田秀樹.
    • Organizer
      2019年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-Mo-Al合金の内部組織と形状記憶特性に及ぼす時効熱処理の影響2019

    • Author(s)
      野平直希, 林建太, 木村啓吾, 田原正樹, 細田秀樹.
    • Organizer
      2019年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-Mo-Al形状記憶合金の内部組織と機械的性質2019

    • Author(s)
      野平直希, 海瀨晃, 田原正樹, 細田秀樹.
    • Organizer
      第2回材料機能特性のアーキテクチャー研究会
  • [Presentation] Ti-Au共析近傍合金の組織と機械的性質2019

    • Author(s)
      野平直希, 海瀨晃, 田原正樹, 後藤研滋, 細田秀樹.
    • Organizer
      第16回ヤングメタラジスト研究交流会
  • [Presentation] Effect of yttrium addition on Phase Constitution and Mechanical Properties of Ti-Cr-Sn based Shape Memory Alloys2019

    • Author(s)
      MinSoo Park, Akira Umise, Masaki Tahara, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      第2回材料機能特性のアーキテクチャー研究会
  • [Presentation] Effect of Y2O3 precipitation on phase constitution and mechanical properties of Ti-Cr-Sn shape memory alloy2019

    • Author(s)
      MinSoo Park, Akira Umise, Masaki Tahara, Hideki Hosoda.
    • Organizer
      学際・国際的人材養成ライフイノベーションマテリアル創製共同研究プロジェクト

URL: 

Published: 2021-01-27  

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