Fe-Ni系高性能強磁性超弾性合金の開発とその応用
Project/Area Number |
05J04763
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 国内 |
Research Field |
Structural/Functional materials
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
田中 優樹 東北大学, 大学院工学研究科, 特別研究員(DC2)
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Project Period (FY) |
2005 – 2006
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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Keywords | Fe-Ni基形状記憶合金 / 強磁性 / 超弾性効果 / 合金設計 / 組織制御 / 集合組織 / 強磁性形状記憶合金 / 機能性材料 / Fe-Ni-Al基合金 / 超弾性特性 / マルテンサイト変態 / 加工熱処理 |
Research Abstract |
Fe-Ni基形状記憶合金は低廉で、加工性に優れ、さらに、Ni-Ti基合金等の実用合金にはない強磁性を有していることから、様々な分野への応用が期待されている。しかし、従来のFe基合金は形状記憶特性が乏しく、特に超弾性効果が得られないことが、実用化への最大の障害であった。 最近我々のグループは、Fe-Ni-Co-Al基合金に、適切な熱処理を施すことによって、Fe基で初めて、超弾性効果が得られることを明らかにした。しかしながら、本合金で得られる超弾性歪量は1%程度であり、そのままで実用材として使用するには不可能である。そこで本研究では、Fe-Ni-Co-Al基合金において、合金設計や組織制御を行うことによって、超弾性特性の改善を試みた。得られた成果は以下の通りである。 1.超弾性特性の改善 本合金において良好な超弾性が得られない最大の原因は、β相の粒界反応析出による脆化である。そこで様々な合金元素を添加したところ、B添加によってβ相は著しく抑制され、これにより靭性が改善されることが分かった。また、本合金では適切な加工熱処理を施すことで、{035}<100>集合組織が発達し、この集合組織を形成させることによって、超弾性特性が著しく改善される。このような合金設計、および組織制御によって得られた板材では、Ni-Ti基合金を上回る10%以上もの超弾性歪が得ることができる。 2.磁気特性の評価 本超弾性合金は、母相とマルテンサイト相で磁化が大きく異なる。そのため、歪み印加に伴い磁化が上昇し、歪みを除去すると元の磁化に戻るという、超弾性効果に起因した特異な磁気特性が得られる。このような、歪みに伴う可逆的磁化変化は、非接触型磁気歪みセンサーへの応用が期待できる。また、本合金では、磁場誘起マルテンサイト変態により、多結晶状態で最大0.9%もの磁場誘起歪みが得られるため、磁歪材としても有望である。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)