異常に小さい変態エントロピー変化を有するＦｅ－Ｍｎ基合金のＢＣＣ相からの相転移

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686097
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大森 俊洋 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60451530)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: マルテンサイト変態 / 鉄合金 / 超弾性 / 形状記憶

研究概要

Fe-Mn-Al基合金を中心とした鉄合金におけるα相（BCC構造）からγ相（FCC構造）へのマルテンサイト変態に関する研究を行った。磁性の影響を考慮した熱力学解析により、この種の特異な変態の起源を明らかにした。また、Niを添加することで熱弾性型マルテンサイト変態を得ることができ、これに伴う超弾性効果を得ることにも成功した。この超弾性は広い温度範囲で得られる特徴を有する。超弾性特性はミクロ組織に大きく依存することがわかり、特に、結晶粒の粗大化が重要であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Grain Size on Superelasticity in Fe-Mn-Al-Ni Shape Memory Alloy Wire (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, M. Okano, R. Kainuma
  • 雑誌名: APL Materials 巻: 1 ページ: 032103
  • DOI: 10.1063/1.4820429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetotransport Properties of Fe_<48>Mn_<24>Ga_<28> Heusler Alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: V. V. Khovaylo, T. Omori, K. Endo, X. Xu, R. Kainuma, A. P. Kazakov, V. N. Prudnikov, E. A. Gan'shina, A. I. Novikov, Yu. O. Mikhailovsky, D. E. Mettus, A. B. Granovsky
  • 雑誌名: Physical Review 巻: B 87 ページ: 174410
  • DOI: 10.1103/PhysRevB.87.174410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-induced martensite in magnetic shape memory Fe_2MnGa observed by photoemission electron microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: C. A. Jenkins, A. Scholl, R. Kainuma, H. J. Elmers, T. Omori
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 032401
  • DOI: 10.1063/1.3677939
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and Martensitic Transformation in the Fe-Mn-Al-Ni Shape Memory Alloy with B2-Type Coherent Fine Particles (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, M. Nagasako, M. Okano, K. Endo, R. Kainuma
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 101 ページ: 231907
  • DOI: 10.1063/1.4769375
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しい鉄系および銅系超弾性合金の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、荒木慶一、須藤祐司、石田清仁、貝沼亮介
  • 雑誌名: 機能材料6月号 巻: vol.32 ページ: 3-9
  • URL: http://www.cmcbooks.co.jp/
• [雑誌論文] 鉄系・銅系超弾性合金の最近の研究開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、荒木慶一、石田清仁、貝沼亮介
  • 雑誌名: 金属 巻: vol.82 No.6 ページ: 458-465
  • URL: http://www.agne.co.jp/kinzoku/
  • 査読あり
• [雑誌論文] 鉄系形状記憶合金の最近の展開 (2011)
  • 著者名/発表者名: 貝沼亮介,大森俊洋,田中優樹,石田清仁
  • 雑誌名: ふぇらむ 巻: Vol. 16 ページ: 613-621
  • URL: https://www.isij.or.jp/journal/ferrum/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superelastic Effect in Polycrystalline Ferrous Alloy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, K. Ando, M. Okano, X. Xu, Y. Tanaka, I. Ohnuma, R. Kainuma, K. Ishida
  • 雑誌名: Science 333 ページ: 68-71
  • DOI: 10.1126/science.1202232
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄系形状記憶合金における最近の進展と超弾性特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、石田清仁、貝沼亮介
  • 学会等名: 第154回日本金属学会春期大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-23
• [学会発表] Microstructure and Martensitic and Magnetic Transformations in Fe-Mn-Al-Ni Shape Memory Alloy (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, M. Nagasako, R. Kainuma
  • 学会等名: ICFSMA 2013
  • 発表場所: Boise, USA
  • 年月日: 20130603-07
• [学会発表] Fe-Mn-Al-Ni形状記憶合金の磁性とマルテンサイト変態 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、遠藤慶太、石田清仁、貝沼亮介
  • 学会等名: 第151回日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20120917-19
• [学会発表] Alloy Design and Superelasticity in Fe-Mn-Al-Ni Alloy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, K. Ando, I. Ohnuma, K. Ishida, R. Kainuma
  • 学会等名: CIMTEC2012
  • 発表場所: Montecattini Terme, Italy
  • 年月日: 20120610-14
• [学会発表] Fe- and Ni-Based Magnetic Shape Memory Alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Omori
  • 学会等名: Workshop "New Concepts for Active Materials, Actuators and Bioinspired Sensing-Actuation Control"
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 20120419-20
• [学会発表] Fe-Mn-Al-Ni超弾性合金における集合組織制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡野将卓、大森俊洋、石田清仁、貝沼亮介
  • 学会等名: 第149回日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20111107-09
• [学会発表] Fe-Mn-Al-Ni合金のα→γ'マルテンサイト変態と小さな温度依存性を示す超弾性特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、安藤佳祐、大沼郁雄、貝沼亮介、石田清仁
  • 学会等名: 第149回日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 20111107-09
• [学会発表] Fe-Mn-Al系合金のBCC相からのマルテンサイト変態と超弾性特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、安藤佳祐、大沼郁雄、貝沼亮介、石田清仁
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第162回秋季講演大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110920-22
• [学会発表] Texture Formation and Martensitic Transformation in Fe-Mn-Al bcc Alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Okano, T. Omori, K. Ishida, R. Kainuma
  • 学会等名: International conference on martensitic transformations 2011 (ICOMAT2011), JIMIC-8 (The Japan Institute of Metals Interenational Conference 8)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20110904-09
• [学会発表] New Ferrous Shape Memory Alloys–Fe-Mn-(Al or Ga)αalloys and Fe-Ni-Co-Al-basedγalloy- (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, K. Ando, Y. Tanaka, R. Kainuma and K. Ishida
  • 学会等名: International conference on martensitic transformations 2011 (ICOMAT2011)
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 20110904-09
• [学会発表] Phase Transformation and Magnetic-Field-Induced Strain in Fe-Mn-Ga Shape Memory Alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Omori, K. Watanabe, R.Y. Umetsu, K. Ishida, R. Kainuma
  • 学会等名: 3rd International Conference on Ferromagnetic Shape Memory Alloys (ICFSMA'11)
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20110718-21
• [学会発表] 新規鉄系合金の超弾性特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大森俊洋、貝沼亮介、石田清仁
  • 学会等名: SMAシンポジウム2011
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-25
• [備考]
  • URL: http://www.material.tohoku.ac.jp/~seigyo/lab.html