ねじれたドメイン組織に基づく形状記憶合金の機能劣化機構と超長寿命化原理の解明
【研究キーワード】
形状記憶合金 / マルテンサイト変態 / 相変態組織 / マルテンサイト / 形状記憶効果 / 耐久性 / ニチノール / 構造・機能材料 / フェロイック材料 / 長寿命 / 熱サイクル / ドメイン組織 / 組織制御
【研究成果の概要】
形状記憶合金を高性能アクチュエータや廃熱利用技術へ幅広く応用するためには長寿命化が必要である．長寿命化のためには，駆動時に材料中に累積する格子欠陥（原子レベルの損傷）を抑制する必要がある．形状記憶合金の内部構造は相変態によって生じるドメイン組織であるが，ドメイン構造内部にはねじれが存在し，格子欠陥の発生源であると考えられる．本研究では，実用化形状記憶合金であるTiNiを用いて，ねじれを消去する幾何学的条件を満足できるように格子定数を添加元素によって制御した合金を作製して，組織・格子欠陥・特性劣化および長寿命化原理を明らかにした．
【研究の社会的意義】
従来知られいるねじれ消去の幾何学条件よりも，格子定数への制約が緩い条件を見出したことで，種々の形状記憶合金に応用可能な設計原理を解明できたことに学術的意義がある．また研究に供した合金は耐久性だけでなく加工性にもすぐれ，TiNi合金では不可能であった高出力アクチュエータへの応用が期待される．
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 西田 稔 | 九州大学 | 総合理工学研究院 | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)