マルチスケールその場観察によるＦｅ基化合物の新規な超弾性挙動の解明

• 研究課題/領域番号: 23360308
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 安田 弘行 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60294021)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2011年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: 構造・機能材料 / 形状記憶合金 / 超弾性 / 電子顕微鏡 / 中性子回折 / 転位 / 逆位相境界 / 金属間化合物

研究概要

D03型規則構造を有するFe3Al、Fe3Ga化合物、さらにそれらの擬二元系化合物であるFe3(Al,Ga)では、既存の形状記憶合金とは異なり、転位や双晶の可逆運動による新規の超弾性（擬弾性）が発現することが示唆される。しかしながら、その詳細は未だ不明な点が多い。本研究では、TEM、SEM-EBSP、J-PARC中性子回折といった観察スケールの異なる解析手法をシームレスにつないだ「マルチスケールその場観察」とも呼ぶべき手法を用いて、変形中の結晶構造、結晶方位、転位の運動速度および密度等をその場計測することで、上記D03型Fe基化合物における超弾性の発現機構解明を行った。

研究成果

• [雑誌論文] <i>In Situ</i> Observation of Pseudoelasticity in Fe₃Al Single Crystals with D0₃ Structure (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, Y. Oda, T. Maruyama, M. Ojima, Y. Adachi
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 55 号: 5 ページ: 788-795
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2013461
  • NAID: 130004455297
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Ga concentration on twinning pseudoelasticity in Fe-Ga single crystals (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, Y. Oda, T. Kishimoto, T. Maruyama
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 577S ページ: S563-S567
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.01.088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe-Ga 多結晶の擬弾性に及ぼす Ga 濃度，熱処理，変形温度の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行, 丸山武紀
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: 77 号: 6 ページ: 237-244
  • DOI: 10.2320/jinstmet.J2013001
  • NAID: 10031176451
  • ISSN: 0021-4876, 1880-6880, 2433-7501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Ga concentration, heat treatment and deformation temperature on pseudoelasticity of Fe-Ga polycrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, T. Maruyama
  • 雑誌名: Mater. Transactions 巻: 54[1] ページ: 36-42
  • NAID: 10031176451
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Ga Concentration, Heat Treatment and Deformation Temperature on Pseudoelasticity of Fe&ndash;Ga Polycrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 54 号: 1 ページ: 36-42
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2012266
  • NAID: 130004824966
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of third elements on pseudoelasticity in Fe_3Ga Alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, T. Furuta, T. Maruyama
  • 雑誌名: Mater. Sci. Forum 巻: 706-709 ページ: 2032-2037
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/msf.706-709.2032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pseudoelasticity in pseudo-binary Fe_3(Al_<1-x>Ga_x) single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, K. Shibata, Y. Umakoshi
  • 雑誌名: Intermetallics 巻: 19[12] 号: 12 ページ: 1786-1793
  • DOI: 10.1016/j.intermet.2011.07.028
  • 査読あり
• [学会発表] 金属間化合物の変形双晶と擬弾性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2014-03-22
• [学会発表] 金属間化合物の変形双晶と擬弾性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 規則構造に由来する転位ならびに双晶の特異な運動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: 第2回プラストンに基づく変形現象研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2013-12-13
• [学会発表] 規則構造に由来する転位ならびに双晶の特異な運動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: 第2回プラストンに基づく変形現象研究会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 招待講演
• [学会発表] 組織制御によるFe_3Al 多結晶の擬弾性特性の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森下堅斗, 安田弘行, 足立吉隆
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] 組織制御によるFe_3Al多結晶の擬弾性特性の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森下堅斗、安田弘行、足立吉隆
  • 学会等名: 第150回日本金属学会2012年春期大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(神奈川)
  • 年月日: 2012-03-30
• [学会発表] 新規超弾性材料及び超弾性機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行, 丸山 武紀, S. Harjo, 伊藤 崇芳
  • 学会等名: 第3回MLF シンポジウム
  • 発表場所: いばらき量子ビーム研究センター
  • 年月日: 2012-01-20
  • 招待講演
• [学会発表] 新規超弾性材料及び超弾性機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行、丸山武紀、S.Harjo、伊藤崇芳
  • 学会等名: 第3回MLFシンポジウム
  • 発表場所: いばらき量子ビーム研究センター(茨城)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] Fe 基化合物の特異な擬弾性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: 第8回変位型相変態を利用した構造・機能材料研究会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] Fe基化合物の特異な擬弾性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: 第8回変位型相変態を利用した構造・機能材料研究会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] Fe-based Superelastic Alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda
  • 学会等名: Osaka University-MANA/NIMS Joint Symposium on Advanced Structural and Functional Materials Design
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] Fe-based Superelastic Alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: 安田弘行
  • 学会等名: Osaka University-MANA/NIMS Joint Symposium on Advanced Structural and Functional Materials Design
  • 発表場所: 大阪大学(大阪)
  • 年月日: 2011-10-07
• [学会発表] Mechanism of multimode pseudoelasticity in Fe_3Ga alloys with D0_3 structure (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, Y. Oda, T. Kishimoto, T. Maruyama
  • 学会等名: ICOMAT2011
  • 発表場所: 日本・大阪(千里阪急ホテル)
  • 年月日: 2011-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of Ga concentration on twinning pseudoelasticity in Fe-Ga single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Y.Yasuda, Y.Oda, T.Kishimoto, T.Maruyama
  • 学会等名: International Conference on Martensitic Transformations (ICOMAT 2011)
  • 発表場所: 千里阪急ホテル(大阪)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Effect of third elements on pseudoelasticity in Fe_3Ga alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Y.Yasuda, T.Furuta, T.Maruyama
  • 学会等名: International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials (THEBMEC 2011)
  • 発表場所: ケベックコンベンションセンター(カナダ)(招待講演)
  • 年月日: 2011-08-03
• [学会発表] Effect of third elements on pseudoelasticity in Fe_3Ga alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda, T. Furuta, T. Maruyama
  • 学会等名: THERMEC 2011
  • 発表場所: カナダ・ケベック(コンベンションセンター)
  • 年月日: 2011-08-02
  • 招待講演
• [図書] Advanced Materials Design for Fe-based Shape Memory Alloys through Structural Control, in Progress in Advanced Structural and Functional Materials Design (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda ( 分担執筆)
  • 出版者: Springer
• [図書] Advanced Materials Design for Fe-based Shape Memory Alloys through Structural Control (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Y. Yasuda
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer Japan
• [備考]
  • URL: http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse3/mse3-homeJ.htm