マルテンサイト変態の原子変位機構に着目した高温形状記憶合金の機能予測と創製

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本研究では新規高温型形状記憶合金の開発を目指しており，本年度は以下の3項目について重点的に調査した。(1)二元系Ti-Hf合金の相変態と組織形成機構の検討：急冷材は室温でhcp構造であり，格子定数は以下のように精密化できた。Ti75Hf25合金（共析組成）a = 0.304 nm, c = 0.480 nm, Ti50Hf50合金 a = 0.311 nm, c = 0.490 nm　組織形成機構について検討した結果，格子不変変形として{1011}双晶を含む，幅数十～数μmの粗大なプレート状バリアント組織が生成した後，その界面から微細な2ペアのバリアントが連鎖的に生成し，全12バリアントにて自己調整していることがわかった。(2)等原子比組成ZrPdおよびZrNi合金マルテンサイト相の自己調整構造：両合金の室温における空間群はCmであり，格子定数も精密化できた。ZrPd合金において，B2構造からCmcm構造への変態の際，{021}Compound 双晶で結合した2つの晶癖面バリアントにてひずみを緩和し，Cmcm構造からCm構造への変態時には，格子不変変形として{001}Compound双晶が導入されることが明らかとなった。ZrNi合金に対してIn-situ加熱実験の結果，約300℃にてCm構造からCmcm構造に変態することがわかった。(3)透過電子顕微鏡法によるTi-Pd-Hf合金における析出物の微細構造解析：Ti8Pd50Hf42合金において，10層周期を有する正方晶－(Hf,Ti)2Pd3相（a = 0.35 nm, c = 1.44 nm）の存在を明らかにした。これは高温での強度向上および形状記憶特性の向上に極めて有用であると考えられる。上記一連の研究成果について，研究論文2本，国内学会発表：3件，学生発表受賞：1件など十分な結果を出すことができた。