| 研究課題/領域番号 |
09450043
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
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| 研究分担者 |
松本 實 東北大学, 素材工学研究所, 講師 (30006043)
谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192)
羅 雲 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (40302228)
裘 進浩 東北大学, 流体科学研究所, 講師 (60241585)
圓山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80173962)
古屋 泰文 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20133051)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
1999年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1998年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1997年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
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| キーワード | 磁性形状記憶合金 / 形状記憶合金 / ホイスラー合金 / マルテンサイト変態 / 強磁性 / X線回折 / 形状記憶効果 / 非化学量論 / 非科学量論 / ホイスラー型 / ホイスラ-型 |
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| 研究概要 |
本研究では、温度や応力のみでなく第3の外部因子として磁場により変態を生じるNi-Mn-Ga系形状記憶合金を対象として、材料設計および材料評価という観点から、実験および理論的考察を行い、アクチュエータヘ応用するための基礎的なデータを取得することを目的とする。得られた成果を以下に示す。
1.バルク材については、組成、熱処理、加工技術について新しい方法を試み以下の成果を得た。
(1)アーク溶解法を用い、NiとMnの組成を変えることにより、変態点とキュリー点が変化することを示差走査熱量測定により確認した。また、磁化測定及び電気抵抗測定によってもこの現象を確認した。
(2)Ni_<2+x>Mn_<1-x>Gaにおいて、x=0.18とすると、構造相変態点とキュリー点が一致するという特異な磁化特性となることを明らかにした。
(3)従来のアーク溶解により作製したNi-Mn-Ga系合金を微細粉末に加工し、放電プラズマ焼結法を用いて試料加工した。このプロセスを加えることによって結晶粒径が微細化し、材料強度が向上した。
(4)放電プラズマ焼結法で作製した試料について超音波パルスエコー法により動弾性率を測定した。従来のアーク溶解により得られた合金と比べて約4倍のヤング率を持つことを見いだした。
(5)これまで、多結晶Ni-Mn-Ga系合金の弾性定数の温度依存性は明らかにされていなかった。本研究では、-20〜90度の温度範囲を超音波パルスエコー法により連続的に測定し、構造相変態に伴ってヤング率が大きく変化することを明らかにした。
2.薄膜については,膜厚、急冷条件などを制御することにより、形状記憶効果を確認した。
結晶粒が大きくなる熱処理条件下で成膜した薄膜において、示差走査熱量計によって求めた構造相変態温度で熱弾性型の形状記憶効果が生じていることを確認した。この現象は同じ条件下で作製された2つの異なる試料で確認され、特異な現象ではないことを明らかにした。
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