超高温形状記憶合金の開発

超高温形状记忆合金的研制

• 批准号: 10875132
• 负责人: 古屋 泰文
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Hirosaki University (1999)Tohoku University (1998)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875132/
• 关键词: 形状記憶合金; 相変態; 超高温; アクチュエータ; センサ; レーザ顕微鏡; マルテンサイト; Ru合金、Ta合金; 金属間化合物; 超高温材料; 電磁浮遊溶解; 急冷凝固; 熱弾性

1997年に申請者(古屋)は1000℃以上での熱弾性型相変態(形状記憶効果)が可能なRu(ルテニュウム)-Ta(タンタル)系合金を発見した.しかし,その相変態温度の合金組成依存性やその力学特性については,超高温下という評価技術・手段の難しさも有り,ほとんど明らかにされていないのが現状である.そこで,本年度研究では,このRu-Ta系を主体とした高温〜超高温型形状記憶合金系の相変態,形状記憶効果温度の再確認、熱処理効果、さらには,組織変化その力学的特性(形状記憶効果、強度特性など)など、まだほとんど明になっていない材料側基礎的データを採取することを試みた.以下に本年度研究成果をまとめる。(1)Ru-Ta系での熱弾性型マルテンサイト相変態温度(As,As,Ms,Mf)の原子組成比との相互関係を示差熱温度計(DSC)で調べ,Ru-Ta等比原子組成で,As=1068℃,Af=1084℃,Ms=1066℃,Mf=1048℃という極めて狭い温度範囲で作動できる、1000℃以上の超高温形状合金の存在を再確認した。(2)引張りステージ付きのレーザ顕微鏡を用いて、高温・超高温下での弾性的相変態の進行とそのメカニズム考察した。その結果,1000℃以上の温度環境で、結晶粒内でマルテンサイト双晶界面の移動と消滅の可逆性が確認され、熱弾性型の相変態(形状記憶効果)が実際に起っていることが顕微鏡観察下で世界ではじめて確認できた。(3)引張りステージ付き形状記憶回復応力(ひずみ)〜温度の双結晶組織変化観察下でのデータ採取を行うシステムを構築し,Ru-Ta系のアクチュエータ・センサへの力学特性評価を行った。

In 1997, the applicant (Gu Wu) discovered the possibility of Ru-Ta alloys with thermal properties above 1000℃ (shape memory effect). The dependence of alloy composition on phase change temperature and mechanical properties are discussed in detail below. This year's research is aimed at reconfirming the mechanical properties (shape memory effect, strength characteristics) of the Ru-Ta alloy system, reconfirming the temperature of shape memory effect, heat treatment effect, and microstructure of the Ru-Ta alloy system. The following are the results of this year's research. (1) The atomic composition ratio of Ru-Ta system was measured by DSC. As=1068℃,Af=1084℃,Ms=1066℃,Mf = 1048 ℃. The existence of ultra-high temperature shape alloy above 1000℃ was reconfirmed. (2)The phase transition of the properties of the micro-mirror under high temperature and ultra-high temperature is investigated. As a result, in the temperature environment above 1000 ℃, the reversibility of the movement and destruction of the crystal interface in the crystal grain is confirmed, and the phase change of the thermal type (shape memory effect) is confirmed. (3)By introducing the shape memory recovery force ()~ temperature and the change of the double crystalline structure, the digital model was constructed and the mechanical properties of the Ru-Ta system's Ackンwere evaluated.

项目成果

Y.Furuya: "Researches of Smart Materials in Japan (Invited Lecture)"J. Materials Science Forum. 327-328. 91-98 (1999)

Y.Furuya：《日本智能材料研究（特邀报告）》J.

Y.Furuya: "Researches of Smart Actuator Materials in Japan"Proceeding of ISSS-SPIE'99 (Bangalore, India). (in printing). (1999)

Y.Furuya：“日本智能执行器材料的研究”ISSS-SPIE99 论文集（印度班加罗尔）。

Y.Furuya: "Purified and rapidly Solidified High Performance Shape Memory Aloys Produced by the Smart Electro-magnetically Controlled Nozzleless Melt-spinning Method" Proc.4th European Smart Materials and Structures Conference, Harroqate, UKJuly 6^8, 1998)

Y.Furuya：“通过智能电磁控制无喷嘴熔体纺丝方法生产的纯化和快速固化的高性能形状记忆合金”Proc.4th 欧洲智能材料和结构会议，Harroqate，英国 1998 年 7 月 6^8 日）

Y.Furuya: "Rapid-Slidified Metallic Actuator Materials Developed by Electromagnetic Nozzleless Melt-spinning Method"MRS'1999 Fall Meeting (Boston). (in printing). 8 (1999)

Y.Furuya：“通过电磁无喷嘴熔融纺丝方法开发的快速滑动金属致动器材料”MRS1999 秋季会议（波士顿）。

Y.Furuya: "New Type of Shape Memory Alloys Developed by Electromagnetic Nozzleless Melt-spinning Method" Proc.Int.Conf on Intelligent Materials(ICIM'98, Chiba, Japan). 98-99 (1998)

Y.Furuya：“电磁无喷嘴熔融纺丝法开发的新型形状记忆合金”Proc.Int.Conf on Intelligence Materials（ICIM98，日本千叶）。