TiーNi系形状記憶合金の荷重/変形/温度組合せサイクル下での機能劣化特性の評価

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63460075
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 田中 道七 立命館大学, 理工学部, 教授 (90066613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 英明 大阪産業大学, 短期大学部, 教授 (90097999)
• Keywords: 形状記憶合金 / 形状記憶効果 / 超弾性

Research Abstract

本研究は形状記憶合金の繰返し劣化特性の総括的評価を目的として、昭和63年度および平成1年度の二年間にわたり遂行された。第1年次においては、比較的小数回の変形繰返し条件下での形状記憶効果および超弾性特性の劣化特性の基本的部分での把握を行い、検討を加えた。次いで、第2年次にあたる平成1年度においては、高サイクル側での特性評価に重点を置き、一連の実験を遂行した。特に形状記憶効果特性評価については前年度まで使用してきた乾燥空気を媒体とする環境温度による試験片温度の制御に換え、試験片本体である形状記憶合金の電気抵抗を利用した直接通電加熱方式を採用することにより、試験時間の短縮を図ることに成功した。すなわち、環境漕方式では例えば293〜373K(20〜100℃)の温度サイクルを与えるにおよそ30分を要したが、通電加熱方式ではこれがおよそ30秒に短縮され、形状記憶合金に関して実用上十分な温度サイクル数である1万回までの繰返し試験が容易に遂行されるようになった。以上の段階を踏まえて行われた本年度の研究結果の大要は以下の通りである。先ず、最大の3000回の繰返し数範囲で行われた超弾性繰返し試験の結果、残留伸び、マルテンサイト変態誘起荷重およびエネルギ貯蔵効率等の特性値は繰返し初期に大きな変動を示すが、繰返し数の増加に伴って安定化すること、また形状記憶熱処理温度の低いものほど、繰返しに対する安定性が優れていることが明かとなった。次いで、最大1万回までの温度サイクル範囲で行った形状記憶効果特性劣化試験の結果、温度サイクルに伴う回復力は繰返し初期では形状記憶熱処理温度の高いものほど高い値を示すが繰返しに伴う劣化は急速であり、超塑性特性と同様に熱処理温度の低いものほど安定性は優れていることが確認された。

Research Products

• [Publications] 田中道七,中山英明,山元茂,小城良章,藤井勉: "NiーTi系形状記憶合金の繰返し劣化特性評価に関する研究" 日本材料学会第39期通常総会講演会にて発表予定(1990年5月).