| 研究概要 |
本プロジェクト分担課題、"複合機能化材料設計"では,(1)金属系センサ・アクチュェータ機能要素材料の設計・開発、(2)多層構造膜系材料の設計・開発、(3)複合機能・能動応答型コンポジットの設計・開発およびこれらの(4)材料特性解析、非破壊評価に分類し、相互連携研究を進めてきた。本年度(平成14年度)は、最終年度であり、総括に重点をおいて成果をまとめた。
(1)液体急冷凝固線材・薄帯作成装置(単ロール、双ロール)により、材料結晶構造や微細組織をメゾ〜ミクロンレベルまで多様に変化・制御して、金属系機能性素材の高性能化・多機能化に成果を挙げた.結晶粒径10nm〜10μmの結晶極微細組織制御された、線径0.03〜0.1mm、板厚30〜120μm,幅2〜20mm、長さ1mm〜200cm程度と、前年度よりも一層高性能で長い、難加工性を含む各種金属系アクチュエータ・センサ要素材料の作成が可能になり、広い応用分野への適用を拓いた。
(2)感温型では、前年度までに開発済みの、非線形応答TniCu,線形応答TiNiCo、高温型では、TiNiPd,NiAlMnさらに回復温度1000℃を超えるRuTa,RuN系合金の機械的特性に関するデータ採取を進めた。また、急冷FeP系、CoNiGa系新磁性形状記憶合金、新規急冷FeGa系超磁歪合金のデータ採取で性能を実証・確認できた。以上の成果に対して、日本金属学会・東北支部第一回研究発表会最優秀ポスター賞、"急冷FeGa合金での巨大磁歪効果"、(斉藤千尋、古屋泰文、岡崎偵子)を受賞した。
(3)多元型MO-CVD法装置で作製した、電極薄膜/イオン伝導薄膜/電極薄膜/圧電体/電極薄膜構造からなる複合機能型システム薄膜のイオン伝導特性挙動の応力付加による感受性効果を確認・デバイス化へのメドをつけた。
(4)感温型形状記憶TiNi合金繊維強化・Al合金複合材料での高温強度向上、さらには、磁性記憶合金の応力誘起型相変態と形状回復機能を生かした、損傷部磁気非破壊評価とその修復機能を有する"スマートコンポジット・ボート(Smart Composite Board)"で多機能/知能化を検証し、従来の非破壊検査法(超音波,熱,渦電流)などでは検出困難な複合材内部での層間剥離などの適用性を実証した。
(5)複合機能化形状記憶線維TiNi/6061Al合金コンポジットの材料特性の理論予測に関しては、弾性論的複合則に基づくEshelby等価介在物法や有限要素法(FEM)により設計し、その強度向上効果を中心に解析して、実験結果との相関性を議論した。これらの変形・破壊予測シュミレーションの有効性を実証・確認した。
以上、本プロジェクトの最終年度として、目標とする研究成果を達成したことを確認し、研究を総括した。
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