2014 Fiscal Year Annual Research Report
マルテンサイト変態の低温異常―その普遍性と起源の解明―
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22226011
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
貝沼 亮介 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20202004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沼 郁雄 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20250714)
村上 恭和 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (30281992)
大森 俊洋 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60451530)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 形状記憶合金 / 相変態 / 状態図 / マルテンサイト変態 / 極低温 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）基本変態特性評価（電気抵抗、磁気特性、変態潜熱など）：計画する全合金系に関して、平成２５年度と同様の研究を遂行した。本年度は、NiTi基系でありながら既に測定したB19’構造とは異なるB19構造のマルテンサイト変態に関してNiTiCu系合金を用いて低温実験を実施した。その結果、NiTiで報告されてきたと同様の電気抵抗の異常が確認された。
（２）機械特性評価（超弾性特性、兄弟晶界面や晶癖面の移動度など）：計画する全合金系に関して、引き続き平成２５年度と同様の研究を遂行した。本年度は、NiTi基系でありながら既に測定したB19’構造とは異なるB19構造のマルテンサイト変態に関してNiTiCu系合金を用いて一定応力下で温度変化させる等、今までと異なる手法を用いた実験も実施した。
（３）相変態の組織学的評価：２５年度に引き続き、TEM低温応力印加ホルダーを利用して低温域における組織及び構造解析を行った。具体的には、B19変態を起こす前に明確な前駆現象が確認されたNiTiCu合金について、プレマルテンサイト相の出現温度領域におけるその場観察を行った。その結果、NiTiと同様にインコメンシュレート状態と考えられる状態が確認できた。
（４）熱力学的解析と組織シミュレーション：２５年度に引き続き、磁場や応力下でのクラジウス―クラペイロンの関係を利用して、（１）や（２）で得られた実験結果から各合金系における変態エントロピー変化の温度依存性を推測した。特にNiTi系に関して実験で得られた比熱実験データに基づき、自由エネルギーの温度依存性を定量的に評価し、インコメンシュレート状態が及ぼす熱力学的寄与を明確にした。特に、変態エントロピー変化を実験的に評価し、自由エネルギー変化をシミュレートできたことは、変態の理解を深める上で貴重な成果となった。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Magnetic phase diagram of ferromagnetic shape memory alloys Ni2MnGa1-xFex2014
Author(s)
Y. Hayasaka, S. Aoto, H. Date, T. Kanomata, X. Xu, R.Y. Umetsu, M. Nagasako, T. Omori, R. Kainuma, T. Sakon, H. Nishihara, K. R. A. Ziebeck
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Journal Title
J ALLOY COMPD
Volume: 591
Pages: 280-285
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] 形状記憶合金の極低温域における超弾性2015
Author(s)
貝沼亮介, 新津甲大, 許皛, 梅津理恵, 大森俊洋
Organizer
日本金属学会2015年(第156回)春季講演大会
Place of Presentation
東京大学（東京）、日本
Year and Date
2015-03-18 – 2015-03-20
Invited
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