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

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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．