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生体用チタン合金の六方晶マルテンサイトによる超弾性発現機構の解明と展開

研究課題

研究課題/領域番号 12J09335
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 構造・機能材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

篠原 百合  東京工業大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードチタン / 形状記憶合金 / 形状記憶・超弾性 / 生体用材料 / チタン合金
研究実績の概要

Ti-Niに匹敵する巨大超弾性歪みの発現を実現するために,大きな格子変形歪みを持つTi-Au-Cr-Zr合金に着目した.前年度は冷却で形成されるマルテンサイトの結晶構造と,応力負荷によって誘起させたマルテンサイトの内部組織を明らかにした.その結果,本合金を冷却することによって形成されるマルテンサイトは,格子定数比b/aの値が六方晶のそれに近い斜方晶マルテンサイトであることが明らかになり,母相と応力誘起マルテンサイト内部でathermal Omega相の分布状態が異なることを明らかにした.本年度は,応力誘起させたマルテンサイトの詳細な内部組織観察を行った.
電子回折図形を解析した結果,応力誘起マルテンサイトの格子定数比b/aは1.67であり,冷却で形成されるマルテンサイトと同様に,六方晶(b/a=1.73)に近い斜方晶マルテンサイトであることが明らかになった.また,母相内部では急冷によって形成される粒状のathermal Omega相(六方晶)とathermal Omega相に由来する散漫散乱が観察された.athermal Omega相の粒径は5nm程度であった.一方,応力誘起したマルテンサイトの内部ではathermal Omega相が観察されず,対応する位置に散漫散乱も見られなかった.そのため,athermal Omega相は応力マルテンサイトから母相への逆変態時のバリアント選択には影響を及ぼさないことが示唆される.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Annealing Temperature on Microstructure and Superelastic Properties of Ti-Au-Cr-Zr Alloy2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shinohara, M. Tahara, T. Inamura, S. Miyazaki, H. Hosoda
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 56 号: 3 ページ: 404-409

    • DOI

      10.2320/matertrans.M2014439

    • NAID

      130004825270

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Deformation Behavior of Ti-Cr-Au-Zr Superelastic Alloy With or Without Containing Ti3Au Precipitates2014

    • 著者名/発表者名
      Yuri Shinohara, Masaki Tahara, Tomonari Inamura, Shuichi Miyazaki, Hideki Hosoda
    • 学会等名
      International Conference on Martensitic Transformations
    • 発表場所
      Euskalduna Congress Palace,Bilbao,Spain
    • 年月日
      2014-07-06 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Au-Cr-Zr合金の変形・変態挙動に及ぼす冷却温度の影響2014

    • 著者名/発表者名
      篠原百合, 田原正樹, 稲邑朋也, 細田秀樹, 宮崎修一
    • 学会等名
      日本金属学会2013年秋期講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-03-23
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Au-Cr-Zr合金の変形・変態挙動に及ぼす試験温度の影響2013

    • 著者名/発表者名
      篠原百合, 田原正樹, 稲邑朋也, 細田秀樹, 宮崎修一
    • 学会等名
      日本金属学会2013年秋期講演大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect Of Heat Treatment On Deformation Behavior Of Ti-Au-Cr-Zr Shape Memory Alloys2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Shinohara, M.Tahara, T.Inamura, H.Hosoda and S.Miyazaki
    • 学会等名
      TMS2013 142nd Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Antonio, Texas
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Au-Cr-Zr合金における超弾性特性2012

    • 著者名/発表者名
      篠原百合, 細田秀樹
    • 学会等名
      日本金属学会第5回格子欠陥制御工学研究会
    • 発表場所
      道後温泉 にぎたつ会館
    • 年月日
      2012-09-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ti-Au-Cr-Zr合金の組織形成に及ぼす熱処理温度の影響2012

    • 著者名/発表者名
      篠原百合, 田原正樹, 稲邑朋也, 細田秀樹, 宮崎修一
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期講演大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2012-09-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 超弾性合金2014

    • 発明者名
      細田秀樹,稲邑朋也,田原正樹,篠原百合,淵脇康太,後藤研滋
    • 権利者名
      細田秀樹,稲邑朋也,田原正樹,篠原百合,淵脇康太,後藤研滋
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-10-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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