| 研究課題/領域番号 |
20H02427
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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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| 審査区分 |
小区分26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
松田 光弘 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80332865)
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| 研究分担者 |
赤嶺 大志 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (40804737)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | マルテンサイト変態 / 高温形状記憶合金 / 原子変位 / 自己調整構造 / ハフニウム基合金 / ジルコニウム基合金 / 変態温度 / バリアント / 自己調整 / 引張変形 / ハフニウム合金 / ジルコニウム合金 / 原子変位機構 / 形状記憶特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，形状記憶特性を担う熱弾性型マルテンサイト変態の「原子変位（シェアー・シャッフリング）機構」を精密に解析し制御することで，地球規模の課題解決に向けた新規高温形状記憶合金を開発することが目的である。目標値としては，動作温度 400℃以上，最大仕事量 5～10 J/cm3の達成である。供試材として，チタンやジルコニウムに比べて融点や同素変態点が高く，広範囲にて変態点の制御が期待できることから，ハフニウム（Hf）元素を主体とする。特に熱弾性型マルテンサイト変態の原子変位機構を解明し，それらと形状記憶特性とを関連付ける本研究は，オリジナリティーに溢れ学問的意義も極めて高い。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，形状記憶特性を担う熱弾性型マルテンサイト変態の原子変位機構に着目し，高温に変態温度を有するHfおよびZr基合金マルテンサイトバリアントの内部組織や自己調整構造について明らかにすることができた。原子変位機構とマルテンサイト相の結晶構造および自己調整構造は密接に関係しており，応力負荷に伴うバリアント界面の移動やひずみ緩和機構への関連性も解明するなど，高温形状記憶・超弾性合金の特性向上に関する新たな材料設計指針が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二酸化炭素および化石燃料使用量を削減するための取り組みとして，制御・計測機器の軽量化を目的とした高温形状記憶合金の開発が進められている。本研究では，形状記憶特性を担う熱弾性型マルテンサイト変態の原子変位機構に着目し，高温に変態温度を有するHfおよびZr基合金マルテンサイトバリアントの内部組織や自己調整構造について明らかにすることで，高温形状記憶・超弾性合金の特性向上に関する新たな材料設計指針が得られたことから，社会的意義もある研究成果といえる。
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