知的機能を有する複合材料の作製およびその特性評価

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知的材料の開発として,球形ニッケル-チタン合金をアルミニウムマトリックス中に分散させることにより,ニッケル-チタンの形状記憶効果によりマトリックス中に残留応力を発生させて応力-ひずみ線図を向上させた複合材料を提案している.本研究ではこのような複合材料の実現を目指して以下のような研究実施計画をたてた.1.球形ニッケル-チタン合金分散アルミニウムマトリックス複合材料の作製2.理論的検討に必要なモデルの構築3.構築したモデルに基づく理論解析,解析結果の妥当性の検証4.以上の成果に基づく複合化知的材料の設計指針の確立その結果以下のような知見が得られた.1.球形粒子分散型複合材料作製のために粉末冶金法を採用し,押出しにより低温でほぼ完全に緻密化し,粒子とマトリックス界面での反応がない健全な複合材料を作製することができた.2.理論解析に必要なモデルの構築のために作製した複合材料の断面組織を解析したところ,粒子の変形量を制御できることがわかり,その結果生じるマトリックス中の残留応力も制御できることがわかった.3.上記の組織解析から複合材料組織をモデル化し,マイクロメカニックスに基づきその応力-ひずみ線図を理論解析したところ,実験値との関連性がみられた.4.以上の結果から本解析モデルの妥当性が示され,球形ニッケル-チタン合金の形状記憶効果による形状回復量を制御することにより,複合化知的材料設計の可能性が示唆された.