Hysteresis control for the new phase of Co-based reentrant shape memory alloys

本研究はR1~R4年度「リエントラント形状記憶合金-異常なマルテンサイト変態を示す新規Co系合金の開発-」（基盤研究B、課題番号19H02412）における最終年度前年度応募によって再構築した研究課題であり、本年度の１年目は当初研究計画の最終年度の研究内容と再構築した研究課題の１年目の研究内容を平行して進行した。bcc構造を有するCoCrAlSi合金においては、そのbcc構造の存在範囲は一部しか分かっていなかったが、本年度は一定Al:Si比の擬３元系において、bccの存在範囲を含む擬３元系状態図の実験的決定を行った。種々の組成について、高周波誘導溶解もしくはアーク溶解で合金を作製し、1200度1日の熱処理を行った後EPMAを用いて平衡組成を調査した。その結果、おおよそCo濃度53at.%までの組成領域において、bcc構造の単相領域が存在することが分かった。実験的に決定した本状態図は、今後合金開発の指針になるだけではなく、超弾性効果に伴って出現する異常挙動を有するヒステリシスの調査にも重要な意味を持つ。さらに、公募研究によって獲得したJ-PARC BL01四季のビームタイムを利用して、単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱実験を行い、フォノンダイナミクスを調査した。その結果、室温を含むいくつかの温度においてフォノン分散を測定することができ、特に音響フォノンが明確に観測されたことより、弾性定数を含む弾性特性の温度依存性に関する理解が深まることが期待される。

本研究はR1~R4年度「リエントラント形状記憶合金-異常なマルテンサイト変態を示す新規Co系合金の開発-」（基盤研究B、課題番号19H02412）における最終年度前年度応募によって再構築した研究課題であり、本年度の１年目は当初研究計画の最終年度の研究内容と再構築した研究課題の１年目の研究内容を平行して進行した。bcc構造を有するCoCrAlSi合金においては、そのbcc構造の存在範囲は一部しか分かっていなかったが、本年度は一定Al:Si比の擬３元系において、bccの存在範囲を含む擬３元系状態図の実験的決定を行った。種々の組成について、高周波誘導溶解もしくはアーク溶解で合金を作製し、1200度1日の熱処理を行った後EPMAを用いて平衡組成を調査した。その結果、おおよそCo濃度53at.%までの組成領域において、bcc構造の単相領域が存在することが分かった。実験的に決定した本状態図は、今後合金開発の指針になるだけではなく、超弾性効果に伴って出現する異常挙動を有するヒステリシスの調査にも重要な意味を持つ。さらに、公募研究によって獲得したJ-PARC BL01四季のビームタイムを利用して、単結晶試料を用いた中性子非弾性散乱実験を行い、フォノンダイナミクスを調査した。その結果、室温を含むいくつかの温度においてフォノン分散を測定することができ、特に音響フォノンが明確に観測されたことより、弾性定数を含む弾性特性の温度依存性に関する理解が深まることが期待される。