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2008 年度 実績報告書

超高温動作形状記憶合金及びそれを用いた超高温磁場駆動アクチュエータ材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19016012
研究機関東京工業大学

研究代表者

細田 秀樹  東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (10251620)

キーワード金属物性 / 先端機能デバイス / 形状記憶合金 / アクチュエータ
研究概要

高温形状記憶合金と高キュリー点の強磁性体の積層化により、高温で高速駆動が可能なアクチュエータ材料が実現できると考え、この実現を目指し、高温形状記憶合金TiAuと強磁性体Co、Fe、Niの拡散接合と積層化、およびこれらの接合界面における拡散挙動、拡散組織および反応層形成の解明を試みた。拡散接合によりTiAu/Co積層材を作製した結果、TiAu/Co界面にはC11_bAu_2TiおよびC36 Co_2Tiが形成することを見出した。Coはこの2種類の金属間化合物相を経てTiAu層側へ拡散し、その拡散の活性化エネルギーは280kJ/molと評価できた。また、773Kでは反応層が成長せず、773K程度までは長期使用が可能とがえられる。次に、TiAu/FeおよびTiAu/Ni積層材を拡散接合により作製し、結果をTiAu/Coと比較した。TiAu/Fe界面にはC11_b Au_2TiおよびC14 Fe_2Tiが形成し、TiAu/Ni界面にはC11_b Au_2TiおよびDO_<24>Ni_3Tiが形成した。また、TiAu/Ni積層材の時効処理により新規三元化合物Au_3Ni_3Ti_2を発見した。接合条件が1073Kで10hにおける拡散層の厚さは強磁性元素により異なり、TiAu/Coで7mm、TiAu/Feで9mm、TiAu/Niで16mmであり、拡散の見かけの活性化エネルギーはTiAu/Coで280kJ/mol、TiAu/Feで250kJ/mol、TiAu/Niで180kJ/molであった。これら拡散挙動をまとめると、TiAuへの拡散はNiで最も速く、次いでFe、Coの順に遅くなる。この結果、CoとFeはNiよりもTiAuへの拡散が遅く、また、CoとFeはNiに比べてキュリー温度が高く磁気モーメントが大きいことから、本積層材の強磁性層として適していると結論した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Diffusion Bonding of Co to TiAu High Temperature Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Okimori, T. Inamura, H. Hosoda, K. Wakashima.
    • 雑誌名

      Materials Transactions. 49

      ページ: 1998-2005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shape Memory Properties of TiAu Base Alloys and Composites2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Okimori, Y.Tsugane, T.Inamura, K.Wakashima, H.Hosoda.
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies

      ページ: 571-576

    • 査読あり
  • [学会発表] 超高温動作形状記憶合金及びそれを用いた超高温磁場駆動アクチュエータ材料の開発2008

    • 著者名/発表者名
      細田秀樹
    • 学会等名
      文部科学省科学研究費補助金特定領域研究「ブレイクスルーを生み出す次世代アクチュエータ研究」第5回公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-12-09
  • [学会発表] Crystallography of B19 Martensite in AuTi Shape Memory Alloy2008

    • 著者名/発表者名
      T.Inamura, K.Wakashima, H.Hosoda.
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston Marriott Copley Place
    • 年月日
      2008-12-03
  • [学会発表] Fabrication and Interdiffusion of TiAu-(Fe, Co and Ni)Composites for High-Temperature Magnetostrictive Actuators.2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Okimori, T.Inamura, K.Wakashima, H.Hosoda, S.Miyazaki
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston Marriott Copley Place
    • 年月日
      2008-12-03
  • [学会発表] AuTi系生体用超弾性合金の開発(Developmemt of AuTi-based Biomedical Superelastic Alloys)2008

    • 著者名/発表者名
      細田秀樹, 舘良介, 稲邑朋也, 若島健司, 宮崎修一
    • 学会等名
      形状記憶合金シンポジウム
    • 発表場所
      ユアーズホテル・フクイ
    • 年月日
      2008-11-27
  • [学会発表] TiPtの形状記憶特性2008

    • 著者名/発表者名
      御手洗容子, 原徹,三浦誠司, 細田秀樹
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会 (2008)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] TiAuと強磁性金属の拡散接合および拡散経路2008

    • 著者名/発表者名
      沖森友太, 稲邑朋也, 若島健司, 細田秀樹, 宮崎修一
    • 学会等名
      弓本金属学会秋期大会 (2008)
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] Diffusion Bonding of TiAu/Co High-Temperature Magnetostrictive Actuat or Composite2008

    • 著者名/発表者名
      K.Okimori, Y.Tsugane, T. Inamura, H. Hosoda, K. Wakashima, S. Miyazaki
    • 学会等名
      11th International Conference on New actuators
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2008-06-10
  • [学会発表] Shape Memory Properties of Ti-Mo Alloys Containing 3d Transition Met al Elements2008

    • 著者名/発表者名
      H. Saito, T. Inamura, H. Hosoda, K. Wakashima and S. Miyazak
    • 学会等名
      11th International Conference on New actuators
    • 発表場所
      Bremen, Germany
    • 年月日
      2008-06-10
  • [学会発表] Development of TiAu High Temperature Shape Memory Alloy Based Actuator Materials2008

    • 著者名/発表者名
      細田秀樹, 稲邑朋也, 若島健司
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Next Generation Actuators Leading Breakthroughs.
    • 発表場所
      APA Hotel&Resort Tokyo Bay Makuhari
    • 年月日
      2008-04-17

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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