超高温動作形状記憶合金アクチュエータの開発

超高温形状记忆合金执行器的研制

• 批准号: 17040014
• 负责人: 細田 秀樹
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17040014/
• 关键词: 金属物性; 先端機能デバイス; 形状記憶合金; アクチュエータ

高温形状記憶合金として特にTiAu系に着目し、第三元素添加、特にCo添加の影響について調べた。18mol%Co添加TiAuに透過型電子顕微鏡観察を行うと、マトリクスとして22mol%程度のCoを含んだB2相、および析出物として、数%しかCoを含まず60mol%程度のAuを含むB2相が存在した。この析出物は二元系では存在せず、Co添加3元合金特有のものと考えられ、また、動作特性を劣化させると判断された。さらに詳細に調べるため、種々の組成のTi-Au-Co三元系合金を作製し、900℃での熱間鍛造後、構成相と組成を同定した。その結果、TiAu-18Coで見られた二つのB2相は確認されず、マトリクス組成付近ではC11_b (Au, Co)_2Ti相とC36 Au(Co, Ti)_2相との二相、析出物組成近傍では、B19 Ti_3Au相とA15 TiAu相の二相であった。これらをまとめ、Ti_3Au-TiAu-TiAu_2-TiCo_2近傍の部分状態図を明らかにした。また、TiAu-18Coに〜400℃で時効処理を行い、300℃-1時間で良好な超弾性が得られることを明らかにした。この超弾性は空孔のクラスタリングなど、ナノレベルでの組織変化によると推察される。第4元素添加の影響としては、TiAu-CoにCr, Moなどの第四添加元素を1-3mol%添加し、変態温度と加工性の変化を調べ、少量の第四添加元素により冷間加工性も変化し、特にMo添加が有望であることなどを明らかにした。また、TiAuは加工性が悪いため、液体超急冷法による高温形状記憶合金薄膜の作製を試みた結果、形状記憶効果を有するTiAu薄膜が得られた。しかし、組成変動が大きく、動作温度の安定性に問題があること、集合組織が形成されないことなどを明らかにした。さらに、TiAuを用いた磁場駆動アクチュエータの動作機構を検討した。

High temperature shape memory alloys, especially TiAu system, are affected by the addition of third element and Co 18 mol % Co addition TiAu transmission electron microscope observation: Co content: B2 phase: 22 mol %, Co content: 60 mol %, Au content: B2 phase: 22 mol %, Co content: 60 mol %, Au content: 22 mol %. The existence of these precipitates in binary systems is not obvious, and the behavior characteristics of Co-doped ternary alloys are deteriorated. Ti-Au-Co ternary alloy was prepared by hot forging at 900℃, and the composition and phase were determined. TiAu-18Co phase and B2 phase are confirmed. The composition of TiAu-18Co phase and B19Ti3Au phase is close to C11b (Au, Co) 2Ti phase and C36Au (Co, Ti) 2 phase. Some states near Ti_3Au-TiAu-TiAu_2-TiCo_2 are bright. TiAu-18Co is a good material for temperature treatment at 400℃, and good for temperature treatment at 300℃-1 ℃. The structure of these ultra-thin films is different from that of the pores. Effect of fourth element addition: TiAu-Co, Cr, Mo, fourth element addition: 1- 3 mol %, temperature of transition, processability, small amount of fourth element addition: cold processability, Mo addition, etc. TiAu thin films were fabricated by liquid ultra-quenching method. For example, the composition changes greatly, the stability of the operating temperature changes, and the formation of the collective organization changes. In the meantime, TiAu is used for magnetic field excitation and motion mechanism investigation.

项目成果

Martensitic Transformation Behavior and Shape Memory Properties of Ti-Ni-Pt Melt-Spun Ribbons

Ti-Ni-Pt熔纺带材的马氏体相变行为和形状记忆性能

• 发表时间: 2006
• 期刊: Materials Transactions 47
• 作者: T.Inamura;Y.Takahashi;H.Hosoda;K.Wakashima;T.Nagase;T.Nakano;Y.Umakoshi;S.Miyazaki
• 通讯作者: S.Miyazaki

TiAu合金の形状記憶特性に及ぼす第三元素添加の影響

第三元素添加对TiAu合金形状记忆性能的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本金属学会第137回秋期大会講演概要
• 作者: 河村俊志;稲邑朋也;細田秀樹;若島健司;浜田賢一;宮崎修一
• 通讯作者: 宮崎修一

(Pt, Ir)-50at.%Tiにおける形状記憶効果の可能性

(Pt, Ir)-50at.%Ti 中形状记忆效应的可能性

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本金属学会誌 69
• 作者: 御手洗容子;原徹;三浦誠司;細田秀樹
• 通讯作者: 細田秀樹

TiAuCo合金の形状記憶特性に及ぼす時効の影響

时效对TiAuCo合金形状记忆性能的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本金属学会第137回秋期大会講演概要
• 作者: 津金靖仁;稲邑朋也;細田秀樹;若島健司;浜田賢一;宮崎修一
• 通讯作者: 宮崎修一

Effects of ternary additions on martensitic transformation of TiAu

• DOI: 10.1016/j.msea.2006.01.123
• 发表时间: 2006-11
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: T. Kawamura;Ryosuke Tachi;T. Inamura;H. Hosoda;K. Wakashima;K. Hamada;S. Miyazaki