| 研究課題/領域番号 |
08650806
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
貝沼 亮介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202004)
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| 研究分担者 |
大沼 郁雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20250714)
大谷 博司 東北大学, 学際科学研究センター, 助教授 (70176923)
石田 清仁 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20151368)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1997
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| キーワード | 形状記憶合金 / Cu-Al-Mn系 / 規則-不規則変態 / マルテンサイト変態 |
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| 研究概要 |
熱弾性型マルテンサイト変態に起因する形状記憶効果は、ここ20余年の間に盛んに研究され、そのメカニズムに関しても解明済みであるとされている。ところが、最近、申請者らは、Cu-Al-Mn合金は、不規則bcc相が、極めて結晶学的対称性の高いfcc相へとマルテンサイト変態にもかかわらず、ほぼ完全に近い形状記憶効果を示すことを見出した。これは、形状記憶効果の一般通則に反する。
そこで本研究は、Cu-Al-Mn系合金におけるbcc β相の規則-不規則変態とマルテンサイト変態についての実験を行い、結晶学的及び熱力学的解析により、規則-不規則変態とマルテンサイト変態の関連を明らかにする事を試みた。得られた結果は、以下の通りである。
(1)Cu-Al-Mn系β相の母相及びマルテンサイト相の結晶構造を決定した。その結果、Al濃度が16at%を境にして高Al濃度合金では、L2_1から18R構造、低Al濃度では、A2から3R(A1)構造へ変化することが判明した。
(2)Cu-Al-Mn系のβ相領域において、母相がbcc不規則相である場合のマルテンサイト変態に基づく体積変化は、非常に小さいことが判明した。
(3)曲げ試験及び1軸引張試験により形状記憶特性を明らかにしたが、bcc/fcc変態においても、規則相の場合と遜色無い形状記憶特性が得られた。
(4)熱力学的解析を行った結果、短範囲規則の規則化のエンタルピーは、マルテンサイト変態の変態エンタルピーとほぼ同程度であることがわかった。
以上の結果から、Cu-Al-Mn系β相内における不規則bcc/fccマルテンサイト変態に基づく形状記憶効果の起源は、母相の短範囲規則によることが判明した。
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