Ferroic glassの新規物性

• 研究課題/領域番号: 08F08614
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 外国
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 任 暁兵 独立行政法人物質・材料研究機構, センサ材料センター, グループリーダー
• 研究分担者: WANG Yu (独)物質・材料研究機構, センサ材料センター, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 2010年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2009年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2008年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: strain glass / shows shape memory effect / superelasticity / Landau-Ginzburg model / damping / kinetics / relaxation spectrum

研究概要

最近、strain glassは重要な新しいが概念として注目され、科学的に重要な意味を持っている。(本研究では、上記の研究から得られた新しい知見に基づいて、強磁性体のcluster spin glass、誘電体のrelaxor及び強弾性体のstrain glassにおける新規物性を探ることを目的とする。更に、これらの新規物性を利用して、新機能材料及び新アクチュエータなどの創出の可能性も提案する。
今年度では、高いガラス変態温度を持つGum合金におけるstrain glassの存在する可能性及びGum合金の特異な挙動の起源について研究し、Ti-Ni二元系及びTi-Ni-X三元系においてStrain glassの共通特徴を探索した。具体的に以下の成果が得られた。
1.Ti-Nb及びGum Metalはstrain glass合金であることをDMAお呼びTEM実験で証明した。Gum合金の特異な挙動はStrain glassに関係していることが分かった。
2.Ti-Ni及びTi-Ni-X合金系のStrain glass状態図が驚異的な類似性を発見した。つまり、添加元素濃度或いは点欠陥濃度がある臨界濃度を超えると、マルテンサイト変態が消失し、strain glassが現れる。Landau-Ginzburgモデル及びPhase fieldシミュレーションでstrain glass転移の再現に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Strain glass in Fe-doped Ti-N (2010)
  • 著者名/発表者名: Wang D, Zhang Z, Zhang JA, Zhou YM, Wang Y, Ding XD, Wang YZ, Ren XB
  • 雑誌名: ACTA MATERIALIA 巻: 58 ページ: 6206-6215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain glass in doped Ti-50(Ni50-xDx) (D=Co, Cr, Mn) alloys : Implication for the generality of strain glass in defect-containing ferroelastic systems (2010)
  • 著者名/発表者名: Zhou YM, Xue DZ, Ding XD, Wang Y, Zhang JA, Zhang Z, Wang D, Otsuka K, Sun J, Ren XB
  • 雑誌名: ACTA MATERIALIA 巻: 58 ページ: 5433-5442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain glass in ferroelastic systems : Premartensitic tweed versus strain glass (2010)
  • 著者名/発表者名: X.Ren, Y.Wang, Y.Zhou, Z.Zhang, D.Wang, G.Fan, K.Otsuka, T.Suzuki, Y.Ji, J.Zhang, Y.Tian, S.Hou, X.Ding
  • 雑誌名: Philosophical Magazine 90 ページ: 141-157
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ferroelastic Nanostructures and Nanoscale Transitions : Ferroics with Point defects (2009)
  • 著者名/発表者名: X.Ren, Y.Wang, K.Otsuka, P.Lloveras, T.Castan, M.Porta, A.Planes, A.Saxena
  • 雑誌名: MRS Bulletin 34 ページ: 838-846
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-stress phase diagram of strain glass Ti48.5Ni51.5 (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Wang, X. Ren, K. Otsuka, A. Saxena
  • 雑誌名: Acta Materialia 56 ページ: 2885-2896
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain Glass : Glassy Martensite (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Wang, X. Ren, K. Otsuka
  • 雑誌名: Materials Science Forum 583 ページ: 67-84
  • 査読あり
• [学会発表] Modeling of defect-induced crossover from martensite to strain glass (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Wang, Y.M.Zhou, Z.Zhen, X.Ren, K.Otsuka, T.Suzuki, A.Saxena
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 京都大学(京都市)
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] The relaxation behavior in the dynamic freezing transition of strain glass (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Wang, X. Ren, K. Otsuka
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 熊本大学、熊本市
  • 年月日: 2008-09-24