Study on postcritical homo-transition mechanism for zero hysteresis and innovation of multiferroic shape-change materials

零磁滞后临界同相转变机制研究及多铁性变形材料创新

• 批准号: 20K20544
• 负责人: 細田 秀樹
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20544/
• 关键词: 臨界状態; 相変移; ホモ遷移挙動; 磁性形状記憶合金; NiFeCoGa; 単結晶; 形状記憶合金; 微小試験; ポストクリティカル状態; ホモ遷移; マルチフェロイック材料; 機能変換材料; 超弾性

本年度の目的はホモ遷移挙動の調査および変形機構の解析および新物質探求である．ホモ遷移挙動として，Ni-Fe-Ga（Co）強磁性形状記憶合金の単結晶を用い，圧縮試験により超臨界状態での変形挙動の研究を進めた．超臨界状態でのマクロ的な変形が，ポストクリティカルホモ遷移において期待通りに試料全体で起こることを確かめるため，デジタル画像相関法（Digital Image Correlation DIC）により変形中の歪分布を求めることを計画している．このため，DIC法による形状記憶合金の変形挙動解析の確立を目指した．Ni-Fe-Ga（Co）単結晶試料は貴重であるため，純Tiシートや保有するTi系多結晶形状記憶合金を用い，さらにTi系単結晶形状記憶合金試料を用い，DIC法の利用法や評価法を確立した．NiMnGa合金については，画期的センサー・アクチュエータの開発のために，Ni-Mn-Ga合金単結晶状粒子をシートに挟むラミネートコンポジットを考案し，その評価を行った．特に，これまで高剛性のため使用不可能であったが電気伝導性や熱伝導性に優れる銅シートを用い複合材料を作製したところ，１層の粒子単体がそれぞれ3-4%の巨大磁歪を発生すること，コンポジット全体もそれに対応する巨大磁歪を発生することを確認した．これにより，Ni-Fe-Ga（Co）強磁性形状記憶合金でもセンサーやアクチュエータとして実用化できる可能性を示すことができた．さらに，国際共同研究として，巨大電気-磁気カップリング効果を持つPVDF-TrFEとNiMnGa粒子の複合材料の研究を進めた．これらに加え，前年度に引き続き，Ti-Cr, Ti-Au, Ti-Mo，Ni-Ti，Au-Cu-Al形状記憶合金などの非磁性合金でも相変態の経路や変形挙動に関する研究を進めた．

The objective of this year is ホモ to migrate 挙, investigate および deformation mechanisms <e:1>, analyze および, and explore new substances である. ホ モ migration dynamic と 挙 し て, Ni - Fe - Ga (Co) strong magnetic shape memory alloy の 単 crystallization を い, 圧 shrinkage test に よ り supercritical state で の - shaped 挙 を into fixed の め た. Of supercritical state で の マ ク ロ な が - form, ポ ス ト ク リ テ ィ カ ル ホ モ migration に お い て expect tong り に sample since all で こ る こ と を か indeed め る た め, デ ジ タ ル portrait phase masato method (Digital Image Correlation DIC) に よ り の slanting distribution in - form め を o る こ と を project し て い る. <s:1> ため ため, DIC method による shape memory alloy <s:1> deformation 挙 dynamic analysis <e:1> to establish を index た た. Ni - Fe - Ga (Co) 単 crystal sample は precious で あ る た め, pure Ti シ ー ト や retain す る Ti is more crystalline shape memory alloy を い, さ ら に try Ti 単 crystalline shape memory alloy material を い, DIC method の use method や review 価 method を establish し た. NiMnGa alloys に つ い て は, picture of セ ン サ ー · ア ク チ ュ エ ー タ の open 発 の た め に, Ni -- Mn alloy 単 Ga crystal particles を シ ー ト に carry む ラ ミ ネ ー ト コ ン ポ ジ ッ ト し を test case, そ の review 価 を line っ た. に, こ れ ま で high rigid の た め use impossible で あ っ た が electric 気 伝 conductivity や 伝 heat conductivity に optimal れ る copper シ ー ト を を cropping with compound material of い し た と こ ろ, 1 layer の particle 単 body が そ れ ぞ れ 3-4% の huge magnetic slanting を 発 raw す る こ と, コ ン ポ ジ ッ ト all も そ れ に 応 seaborne す る huge magnetic slanting を 発 raw す る こ と を confirm し た. こ れ に よ り, Ni - Fe - Ga (Co) strong magnetic shape memory alloy で も セ ン サ ー や ア ク チ ュ エ ー タ と し て be in turn で き を る possibility in す こ と が で き た. さ ら に, international joint research と し て, huge electric 気 - magnetic 気 カ ッ プ リ ン グ unseen fruit を hold つ PVDF - TrFE と の NiMnGa particles composites を の research into め た. こ れ ら に え, before the annual に lead き 続 き, Ti, Cr, Ti, Au, Ti, Mo, Ni, Ti, Au - Cu - Al shape memory alloy な ど の non-magnetic alloy で も phase - state の や 経 road - shaped 挙 dynamic に masato す を る research into め た.

项目成果

Au-Cu-Al合金の機械的特性に及ぼすPt, Pd, Ph添加の影響

Pt、Pd、Ph添加对Au-Cu-Al合金力学性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 栗原知希;後藤研滋;CHIU Wan-Ting;海瀨晃;田原正樹;塙隆夫;細田秀樹
• 通讯作者: 細田秀樹

Effects of Ta addition on mechanical and functional properties of the Ti-Au-Cr-based shape memory alloys towards biomedical applications

添加 Ta 对生物医学应用 Ti-Au-Cr 基形状记忆合金机械和功能性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Wan-Ting Chiu;Kota Fuchiwaki;Masaki Tahara;Hideki Hosoda
• 通讯作者: Hideki Hosoda

医療用Ti-Au-Cr基合金の機械特性・機能性に及ぼすTa元素の添加

添加Ta元素对医用Ti-Au-Cr基合金力学性能和功能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Chiu Wan-Ting;淵脇 康太;田原 正樹;細田 秀樹
• 通讯作者: 細田 秀樹

Crystallographic Analysis of Stress-induced Martensite in Ti-Mo-Al Alloy Single Crystal

Ti-Mo-Al合金单晶中应力诱发马氏体的晶体分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaki Tahara;ryotaro Hara;Tomonari Inamura;Hideki Hosoda
• 通讯作者: Hideki Hosoda

CNR ICMATE Sede di Lecco(イタリア)

CNR ICMATE Sede di Lecco（意大利）