Development of cryogenic temperature shape memory alloys

低温形状记忆合金的研制

• 批准号: 22H01802
• 负责人: 貝沼 亮介
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01802/
• 关键词: 極低温用形状記憶合金; Cu-Al-Mn; 変態ヒステリス; エントロピー変化; 異常粒成長; 変態ヒステリシス

水素社会や宇宙開発等の分野においては、150Kを下回る温度域における冷却技術やアクチュエータ技術が必要とされており、形状記憶合金は魅力的である。しかし、実用合金では利用が難しく低温の応用例が殆ど無い。Cu-Al-Mn合金は、極低温域での弾性熱量効果や形状記憶効果が期待できるものの、未だに低温弾性熱量効果や低温形状記憶効果は実証されていない。そこで、本研究では、150K以下に変態温度を有するCu-Al基形状記憶合金の変態温度やエントロピー変化の組成依存性を調査し、低温での断熱温度変化や形状記憶特性の評価を行う。今年度は、組成探索と単結晶化について研究を行った。適正な変態温度とΔSを得るため、①100K以下の低温でM変態を示す合金組成（方向性：MnやAl濃度の増加等）②異常粒成長のため必要な700℃付近にfcc固溶温度を持つ合金組成（方向性：Niの添加）③ΔSが比較的大きな合金組成（方向性：Niの添加）、の指針に沿って合金組成を探索した。ただし、組成調整でM変態温度を下げる（fccを不安定化する）ことは、異常粒成長に不利なfcc固溶温度の低下を招くことを意味し、①と②は両立し難い。その様な背景の中、精密な組成探索を行い両立する合金系候補を見出した。サイクル熱処理法では、高温用DSCでfcc固溶温度を決定した上で、温度制御付き熱処理炉でサイクル熱処理を行い異常粒成長の有無について確認した。また、サイクル熱処理前に超弾性特性の良好な方位を長手方向とする集合組織を作製するため、様々な加工、熱処理条件で集合組織を調査し、集合組織制御についての知見を得た。

The water industry has a wide range of characteristics, such as the opening of the universe, the temperature range, the temperature range, the cooling technology, the necessary technology, and the shape memory of the alloy. The use cases of low temperature alloys and alloy alloys are almost impossible to use. Cu-Al-Mn alloy, low temperature temperature, temperature and temperature. The temperature of this study, below 150K, the temperature of Cu-Al-based shape memory alloy, the temperature of temperature dependence, the temperature of low temperature, the property of shape, the temperature of temperature, the temperature of shape, the temperature of temperature, the temperature of shape, the temperature of temperature, the temperature of shape, the temperature This year's project, component exploration, crystallization, research and research activities will be conducted. The normal temperature (Δ S), the low temperature (1100K) and the low temperature (1100K) show that the alloy composition (directionality: Manganese Aluminium temperature, etc.) 2 constant grain growth is necessary to hold the alloy composition (directivity: Ni addition) 3 Δ S ratio (orientation: Ni addition). It is necessary to study the alloy composition (orientation: Ni addition). The temperature response, the composition, the temperature of fcc instability, the temperature of fcc solution, the temperature of solution, temperature, temperature and temperature. In the background of the system, the precision of the system is explored. The alloy system is used to evaluate the performance of the system. The temperature of the solution is determined by DSC and fcc at high temperature. the temperature is determined by the temperature system, the temperature is determined by the temperature, and the constant grain growth is determined by the temperature system. Prior to the operation of the system, there are many excellent properties, such as good orientation, long hand orientation, long hand direction, assembly organization, control group, assembly, assembly, control, assembly, control, and control.