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本研究では、メカニカルアロイングによる高機能形状記憶合金粉末の作製法と粉末冶金法によるTi-Ni系形状記憶合金開発ならびにその素子の機構・制御法に関する知識をベースに、TiNi系合金ならびにPZT圧電セラミックスの材料設計を行い、新たな機能を発現するマイクロアクチュエータ・センサ用TiNi/PZTスマート材料を粉末冶金法により作製するための条件を検討することを目的とした。また、得られたスマート材料の印加電圧下における変形特性、発生応力などの材料特性を検討するとともに、機能素子として利用するための制御法についても系統的に調査することを目的とした。
平成15年度は、パルス通電加圧焼結法により作製した形状記憶合金をアクチュエータとして使用する際に重要な合金の繰返し特性とその改善方法および素子の制御法について調査・検討を行った。その結果、TiNi系形状記憶合金においては、繰返し変形を施すことにより安定した変形特性を示し、特にCuを10%程度添加することにより一層安定した変形特性を示すことを明らかにした。また、形状記憶合金アクチュエータの試作を行い、通電加熱による制御法について検討した結果、加熱時間は主に電気抵抗率、表面積および体積に依存するが、冷却時間は主に表面積及び体積に依存することがわかり、温度に対する変位の応答性など基礎的な特性を調査できた。
平成16年度は、主としてTiNi系形状記憶合金の特性改善とPZT圧電セラミックスの作製およびこれらの接合特性について検討を行った。TiNi系合金の特性改善については、平均粒径の細かいTiH_2粉末を用いて均質組織の作製を試みた。その結果、組織は均質となるとともに非常に応答性の良い合金が得られた。また、PZT圧電セラミックスについては粉末の大きさ、添加物などを含めた作製条件を検討し、焼結条件を見出した。
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