磁壁+双晶界面移動による制振特性-複合効果の解明と実用化への可能性-

現在までに数多くの制振材料が開発されてきたが、実用に十分な制振特性とは言えず、実用材としてさほど普及してしていないのが実情である。近年NiMnGa系やFePd系などの強磁性形状記憶合金が盛んに研究されているが、申請者らもCoNiAl系で加工性に富む形状記憶合金を開発した。この合金の磁区構造を観察したところ熱弾性型マルテンサイト相に特有のマイクロ双晶と磁壁が共存する組織であることが判明した。この様なタイプの合金は従来まったく存在しないので、両組織因子の存在が制振特性にどのような影響を及ぼすか非常に興味が持たれる。そこで、本研究は、CoNiAl系強磁性形状記憶合金、および昨年初頭に我々が新たに開発したNiFeGa系強磁性形状記憶合金合金についてその制振特性への磁気変態温度、マルテンサイト温度、結晶粒径等の組織学的因子の影響を明らかにし、磁壁と双晶界面の相互作用について知見を得ることを目的としている。本年度得られた成果は、以下の通りである。1.NiFeGa系強磁性形状記憶合金合金について計算状態図の手法を利用して、(1)常磁性母相〜強磁性母相〜強磁性マルテンサイト(M)相、(2)常磁性母相〜強磁性M相、(3)常磁性母相〜常磁性M相〜強磁性M相の3種類の変態モードを得るための合金設計を行った。2.NiFeGa系強磁性形状記憶合金合金についてローレンツ顕微鏡および電子線ホログラフィにより、それら(1)の変態モードにより得られる磁区・マルテンサイト双晶組織を観察し、組織的な特徴を明確にした。3.NiFeGa系単結晶を作成し、磁壁移動または双晶移動がそれぞれ単体として作用する場合の制振特性を評価した。その結果、単結晶の制振特性は他の制振材料と比して際立って優れていること、しかしながら0.1Hz〜10Hzの範囲では、強磁性相中に導入されている磁区の移動による制振効果はほとんど見られず、マルテンサイトの相晶移動や晶壁面移動による効果が支配的であることが判明した。4.CoNiAl系多結晶合金を組織制御により高加工性とし、2相組織の体積分率の効果や、結晶粒径の効果を明確にした。

現在までに数多くの制振材料が開発されてきたが、実用に十分な制振特性とは言えず、実用材としてさほど普及してしていないのが実情である。近年NiMnGa系やFePd系などの強磁性形状記憶合金が盛んに研究されているが、申請者らもCoNiAl系で加工性に富む形状記憶合金を開発した。この合金の磁区構造を観察したところ熱弾性型マルテンサイト相に特有のマイクロ双晶と磁壁が共存する組織であることが判明した。この様なタイプの合金は従来まったく存在しないので、両組織因子の存在が制振特性にどのような影響を及ぼすか非常に興味が持たれる。そこで、本研究は、CoNiAl系強磁性形状記憶合金、および昨年初頭に我々が新たに開発したNiFeGa系強磁性形状記憶合金合金についてその制振特性への磁気変態温度、マルテンサイト温度、結晶粒径等の組織学的因子の影響を明らかにし、磁壁と双晶界面の相互作用について知見を得ることを目的としている。本年度得られた成果は、以下の通りである。1.NiFeGa系強磁性形状記憶合金合金について計算状態図の手法を利用して、(1)常磁性母相〜強磁性母相〜強磁性マルテンサイト(M)相、(2)常磁性母相〜強磁性M相、(3)常磁性母相〜常磁性M相〜強磁性M相の3種類の変態モードを得るための合金設計を行った。2.NiFeGa系強磁性形状記憶合金合金についてローレンツ顕微鏡および電子線ホログラフィにより、それら(1)の変態モードにより得られる磁区・マルテンサイト双晶組織を観察し、組織的な特徴を明確にした。3.NiFeGa系単結晶を作成し、磁壁移動または双晶移動がそれぞれ単体として作用する場合の制振特性を評価した。その結果、単結晶の制振特性は他の制振材料と比して際立って優れていること、しかしながら0.1Hz〜10Hzの範囲では、強磁性相中に導入されている磁区の移動による制振効果はほとんど見られず、マルテンサイトの相晶移動や晶壁面移動による効果が支配的であることが判明した。4.CoNiAl系多結晶合金を組織制御により高加工性とし、2相組織の体積分率の効果や、結晶粒径の効果を明確にした。