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Ti-Ni系形状記憶合金における自己調整機構の結晶学および形態学的解析

Research Project

Project/Area Number08J04413
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionKyushu University
Research Fellow 西浦 智博  Kyushu University, 大学院・総合理工学研究院, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed(Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost : ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Fiscal Year 2008 : ¥600,000 (Direct Cost : ¥600,000)
Keywordsチタンニッケル合金 / 形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / 自己調整構造 / 透過電子顕微鏡 / Ti-Ni系合金 / 自己調整 / 双晶 / 一面トレース解析 / 界面構造
Research Abstract

本研究は、Ti-Ni合金の形状記憶・超弾性特性の素構造であるマルテンサイト相の自己調整構造を形態学と結晶学的観点から本質的に解明することを目的とし、以下の成果が得られた。1.本合金マルテンサイト相の自己調整の基本構造は、2つの晶癖面バリアント(第二種双晶関係の格子不変変形)が第一種双晶界面で接したV字構造であることを明らかにした。昨年度、マルテンサイト変態過程の光学顕微鏡観察および母相/マルテンサイト相2相共存試料の透過電子顕微鏡観察結果から、2つの晶癖面バリアント(以下、HPV)が第一種双晶界面で接したV字状に生成することがわかった。そこで、第二種双晶関係からなるHPVについて、2バリアントペアの全ての組み合わせについて第一種双晶関係になるか求め、双晶面(方向)に対しての角度差を計算した。また、2つのバリアントが無歪みで結合するための回転角を計算した。すると、V字構造は唯一双晶関係を満たすための補足回転と無歪み結合のための補足回転が等しく、つまり歪み緩和に最も有利な自己調整構造であることがわかった。2.V字構造を基本とした自己調整構造モデルを提案し、実際に対応する観察結果を得て、HPV間の結晶学的関係を上記1と同様の方法で解析し、バリアントの組み合わせを特定した。3.自己調整構造におけるバリアント間の界面構造を結晶学的に分類・解析し、観察を行った。自己調整構造を構成するHPVの界面構造は、V字構造の界面である第一種双晶界面、V字構造と双晶分率の大きい(Major)バリアントの界面、Majorバリアント同士/双晶分率の小さい(Minor)バリアント同士の界面およびMinorバリアントが一方のMinorバリアントに刺さる界面の4種類に分類できる。これらの界面構造について走査透過電子顕微鏡観察を行い、Majorバリアント同士はほとんど歪みなく(単結晶)接続または第一種双晶面になっており、Minorバリアント同士は界面を形成しないように、細くなるか微細な双晶欠陥を形成していることがわかった。

Report

(2results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report

Research Products

(6results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] Internal Defects of B19' Martensite via R-Phase in Ti-Ni-Fe and Thermally Cycled Ti-Ni Alloys2009

    • Author(s)
      T. Nishiura, M. Nishida
    • Journal Title

      Materials Transactions, The Japan Institute of Metals 50(in press)

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ti-Ni形状記憶合金におけるマルテンサイト自己調整構造のトレース解析2008

    • Author(s)
      西浦智博, 西田稔
    • Journal Title

      九州大学 超高圧電顕室研究報告 32

      Pages : 62-63

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Ti-Ni合金B19'マルテンサイトにおける晶癖面バリアントクラスターの解析(1)2010

    • Author(s)
      西浦智博
    • Organizer
      日本金属学会第146回大会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2010-03-29
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Ti-Ni合金におけるマルテンサイト組織の結晶学的考察2009

    • Author(s)
      西浦智博
    • Organizer
      日本金属学会九州支部・日本鉄鋼協会九州支部・軽金属会九州支部平成21年度合同学術講演会
    • Place of Presentation
      九州工業大学
    • Year and Date
      2009-06-06
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Ti-Ni形状記憶合金におけるB19'マルテンサイトの晶癖面バリアントのトレース解析2008

    • Author(s)
      西浦智博, 西田稔
    • Organizer
      日本金属学会 2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      国立大学法人 熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-24
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Trace analysis of habit plane variants of B19' martensite in Ti-Ni shape memory alloy2008

    • Author(s)
      T. Nishiura, M. Nishida
    • Organizer
      International Conference on Martensitic Transformations 2008
    • Place of Presentation
      米国ニューメキシコ州サンタフェ
    • Year and Date
      2008-06-30
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

URL :

Published : 2008-04-01   Modified : 2016-04-21  

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