連続的なマルテンサイト変態にともなう弾性熱量効果―冷凍材料としての材料設計

与连续马氏体转变相关的弹热效应 - 作为制冷材料的材料设计

• 批准号: 19H02460
• 负责人: 福田 隆
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H02460/
• 关键词: 弾性熱量効果; マルテンサイト変態; 冷間強化工; 冷凍材料; 組織制御; 形状記憶合金

地球温暖化の進行を少しでも遅らせるために，温室効果ガスの排出が無く，かつエネルギー効率の高い冷凍方式の開発に世界中から関心が寄せられている．これらの新しい冷凍方式の中でも，弾性熱量効果を利用した冷凍方式は，実現可能性が高い技術として期待されている．令和元年度はTi-44Ni-5Cu-1Al形状記憶合金の弾性熱量効果に関する研究を中心として，研究を推進した．この合金は冷却にともない，B2型構造の母相からB19構造さらにB19'構造へと2段階のマルテンサイト変態を示す．この2段階変態のため，B2-B19'へと1段階で変態する通常のTi-Ni系形状記憶合金よりも，応力誘起変態に伴うヒステリシスが小さくなり，その結果として，疲労特性にすぐれた機械的性質を示すようになると期待した．本研究では，このTi-44Ni-5Cu-1Al合金に，さらに冷間強化工とそれにつづく適切なアニーリング処理を施すことで，疲労特性に優れ且つ，大きな断熱温度変化が可能となる冷凍材料の開発を試みた．さらに，Ti-44Ni-5Cu-1Alのマイクロワイヤを作製し，その機械的性質ならびに断熱温度変化を系統的に調査した．得られた研究成果は，投稿論文として掲載済みである．これらの弾性熱量効果の実現に向けた研究に加えて，形状記憶合金のマイクロピラーの機械的性質や，マルテンサイト変態のカイネティクスに関する研究などの，基礎的な研究を同時に平行して進め，これらについても投稿論文として発表した．

As the warming of the earth progresses, the greenhouse effect will be exhausted without delay, and the development of high efficiency and high freezing mode will be concerned about the world. The new freezing method has high possibility of realization, high technology and high expectation. The research center on thermal properties of Ti-44Ni-5Cu-1Al shape memory alloy was established in 1997. The alloy is cooled, and the parent phase of B2 structure is changed from B19 structure to B19 structure. The two-stage state, B2-B19'and the one-stage state are usually Ti-Ni shape memory alloys, and the force-induced state is accompanied by a small number of mechanical properties. In this paper, Ti-44Ni-5Cu-1Al alloy is investigated for its excellent fatigue properties and the possible development of frozen materials due to the change of its thermal breakdown temperature. In recent years, Ti-44Ni-5Cu-1Al has been investigated systematically for its mechanical properties and thermal stability. The results of this research are published in the journal. The research on the mechanical properties of shape memory alloys and the research on the relationship between shape memory alloys and mechanical properties of shape memory alloys are being carried out in parallel with the basic research on shape memory alloys.

项目成果

Kinetic Arrest of R-B19′ Transformation in Iron-Doped Ti–Ni Shape Memory Alloy

铁掺杂钛镍形状记忆合金中 R-B19′ 相变的动力学抑制

• DOI: 10.2320/matertrans.mt-mj2019006
• 发表时间: 2020
• 期刊: MATERIALS TRANSACTIONS
• 影响因子: 1.2
• 作者: Todai Mitsuharu;Fukuda Takashi;Kakeshita Tomoyuki
• 通讯作者: Kakeshita Tomoyuki

上海交通大学(中国)

上海交通大学（中国）