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2021 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, 准教授 (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

本研究は、外力によって生じる応力誘起マルテンサイト変態の結晶学的理論の再構築を目標にしたものである。形状記憶合金が示す超弾性機能において、応力誘起マルテンサイト変態とその逆変態は機能の中核をなすものである。形状記憶合金の発見以来、これまでに数多くの研究が行われてきた。特に本研究で着目している点は、従来の現象論で説明が出来ない結晶学的特徴が多くの形状記憶合金で実際に観察されていることである。研究代表者はこの現象論との差異の起源を解明し、応力誘起マルテンサイト変態についての基礎的知見を改めて得ることを目指している。
本年度までの研究は順調に進展しており、応力誘起マルテンサイト変態の際の母相及びマルテンサイト相の格子定数が従来の想定から大きく異なること、またマルテンサイト相の格子定数が応力誘起変態中に変化していることが従来の現象論と実験結果が異なる原因であることがわかっている。本年度はこの主張を更に実験的に裏付けるための放射光In-situ測定(フランス、SOLEIL)を現地の共同研究者とともに行った。これは、単結晶試料に引張応力を加え、その応力下において、マルテンサイト相の単一バリアントを応力誘起させるときの母相とマルテンサイト相の格子定数を精密測定するものである。加えて、本年度は他の超弾性合金における応力誘起マルテンサイト変態についても研究の対象に加え、より一般的な応力誘起マルテンサイト理論の確立を試みた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度はフランスの共同研究者とともに放射光実験施設(フランス、SOLEIL)にて引張変形中のIn-situ格子定数測定を行った。実験はおおむね成功し、現在詳細な解析を行っている段階であり、当初の想定通りの成果が得られつつある。加えて、チタン系合金以外の超弾性合金における応力誘起マルテンサイト変態に関する研究も順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

最終年度である2022年度はこれまでに得た実験成果から、応力誘起マルテンサイト変態に関する理論の一般化を図るとともに、超弾性機能の劣化機構との関係を明確にする予定である。加えて、これまでに得られた知見の発表も行い、本研究の総括とする。

  • Research Products

    (18 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 12 results) Presentation (5 results)

  • [Int'l Joint Research] INSA Rennes(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      INSA Rennes
  • [Journal Article] New dislocation dissociation accompanied by anti-phase shuffling in the α″ martensite phase of a Ti alloy2022

    • Author(s)
      Tahara Masaki、Otaki Nao、Minami Daichi、Uesugi Tokuteru、Takigawa Yorinobu、Higashi Kenji、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 227 Pages: 117705~117705

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2022.117705

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigations of mechanical properties and deformation behaviors of the Cr modified Ti-Au shape memory alloys2022

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Wakabayashi Kaoru、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 897 Pages: 163134~163134

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.163134

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-linear elastic behavior of Ni-Fe-Ga(Co) shape memory alloy and Landau-energy landscape reconstruction2022

    • Author(s)
      Zoubkova Kristyna、Seiner Hanus、Sedlak Petr、Villa Elena、Tahara Masaki、Hosoda Hideki、Chernenko Volodymyr
    • Journal Title

      Acta Materialia

      Volume: 224 Pages: 117530~117530

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2021.117530

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Achievement of Room Temperature Superelasticity in Ti-Mo-Al Alloy System via Manipulation of ω Phase Stability2022

    • Author(s)
      Nohira Naoki、Chiu Wan-Ting、Umise Akira、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 15 Pages: 861~861

    • DOI

      10.3390/ma15030861

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigations of Deformation Behavior and Microstructure of Al Tailored Ti-Mo High Temperature Shape Memory Alloys during Isothermal Holding at 393 K2022

    • Author(s)
      Nohira Naoki、Oshita Yoshiaki、Chiu Wan-Ting、Umise Akira、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Micro

      Volume: 2 Pages: 113~122

    • DOI

      10.3390/micro2010007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancement of mechanical properties and shape memory effect of Ti-Cr-based alloys via Au and Cu modifications2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Wakabayashi Kaoru、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 123 Pages: 104707~104707

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2021.104707

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigations of Effects of Intermetallic Compound on the Mechanical Properties and Shape Memory Effect of Ti-Au-Ta Biomaterials2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Fuchiwaki Kota、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 14 Pages: 5810~5810

    • DOI

      10.3390/ma14195810

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancement of the shape memory effect by the introductions of Cr and Sn into the β-Ti alloy towards the biomedical applications2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Wakabayashi Kaoru、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 875 Pages: 160088~160088

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.160088

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluations of mechanical properties and shape memory behaviors of the aging-treated Ti-Au-Mo alloys2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Ishigaki Takuya、Nohira Naoki、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials Chemistry and Physics

      Volume: 269 Pages: 124775~124775

    • DOI

      10.1016/j.matchemphys.2021.124775

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Cr and Sn additives on the martensitic transformation and deformation behavior of Ti-Cr-Sn biomedical shape memory alloys2021

    • Author(s)
      Park Min Soo、Chiu Wan-Ting、Nohira Naoki、Tahara Masaki、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: A

      Volume: 822 Pages: 141668~141668

    • DOI

      10.1016/j.msea.2021.141668

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of the precipitates on the shape memory effect and superelasticity of the near-eutectoid Ti-Au-Fe alloy towards biomaterial applications2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Ishigaki Takuya、Nohira Naoki、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Intermetallics

      Volume: 133 Pages: 107180~107180

    • DOI

      10.1016/j.intermet.2021.107180

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Cr additions on the phase constituent, mechanical properties, and shape memory effect of near-eutectoid Ti-4Au towards the biomaterial applications2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting、Ishigaki Takuya、Nohira Naoki、Umise Akira、Tahara Masaki、Inamura Tomonari、Hosoda Hideki
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 867 Pages: 159037~159037

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.159037

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] β-Ti系形状記憶合金における等温変態と応力誘起マルテンサイト変態2021

    • Author(s)
      田原正樹
    • Organizer
      2021年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] チタン系形状記憶合金における応力誘起マルテンサイトの結晶学的特徴と格子定数の関係2021

    • Author(s)
      田原正樹, 野口琴未, Chiu Wan-Ting, 海瀨晃, 細田秀樹
    • Organizer
      2021年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] 生体用Ti-Au基合金の機械特性・形状記憶特性に及ぼす遷移元素の添加2021

    • Author(s)
      Chiu Wan-Ting, 石垣卓也, 田原正樹, 細田秀樹
    • Organizer
      2021年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-4Mo-11Al形状記憶合金における自己調整組織の再配列に及ぼす時効熱処理の影響2021

    • Author(s)
      森駿太郎, 野平直希, Chiu Wan-Ting, 海瀨晃, 田原正樹, 細田秀樹
    • Organizer
      2021年日本金属学会秋期講演大会
  • [Presentation] Ti-Mo-Sn-Al 合金における等温変態による形状記憶効果2021

    • Author(s)
      安藤一斗, Chiu Wan-Ting, 海瀨晃, 田原正樹, 細田秀樹
    • Organizer
      2021年日本金属学会秋期講演大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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