新しいCo-Ni基強磁性形状記憶合金の開発と多機能素子への応用

新型钴镍基铁磁形状记忆合金的研制及其在多功能器件中的应用

基本信息

批准号：
02J10873
负责人：
大森俊洋
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

従来の形状記憶合金は、温度変化により最大約10%もの歪を得ることができるが、材料の冷却速度によりアクチュエータの応答速度が律速され、他のアクチュエータ材料に比較して応答性に劣るという欠点があった。近年、強磁性形状記憶合金が見出され、世界的に注目を浴びている。この強磁性形状記憶合金は磁場によっても歪を制御でき,磁歪や電歪材料より10-100倍大きな歪が得られることから,新しいタイプの磁気駆動アクチュエータへの応用が期待されている.しかし、従来のMn-Mn-GaやFe-Pdなどの強磁性形状記憶合金は加工性に乏しいことや材料が高価であることが欠点であった。そこで、本研究では、冷間加工が可能で安価な強磁性形状記憶合金であるCo-Ni-Al合金について、磁気特性について調査を行った.Co-Ni-Al合金では、マルテンサイト相が母相に比較して結晶磁気異方性が大きく、強磁性状態ではマルテンサイト相の方が母相より磁化率が小さい.飽和磁化はマルテンサイト相の方が高い。このような挙動は、Ni-Mn-GaやNi-Mn-Al合金と同様である.しかし、マルテンサイト変態温度とキュリー温度が交差する組成範囲の場合、逆にマルテンサイト相において磁化率が高くなる.また、単結晶Co-Ni-Al合金において、0.06%の可逆的な磁場誘起歪が得られた.本合金系の磁気変態温度、及び、マルテンサイト変態温度は-150℃〜120℃まで制御することが可能であり、加工性やコストの面からも実用化が期待できると言える.

传统的形状记忆合金可以因温度变化而达到约10％的菌株，但是材料的冷却速度限制了执行器的响应速度，该响应速度不如其他执行器材料。近年来发现了铁磁形状的记忆合金，并引起了全球关注。这种铁磁形状的记忆合金甚至可以通过磁场控制应变，并且比磁刻度和电图式材料获得了10-100倍的应变，并有望将其应用于新型的磁性执行器。但是，常规的铁磁形状记忆合金（如MN-MN-GA和FE-PD）的可加工性较差，并且材料的昂贵。因此，在这项研究中，我们研究了共同合金的磁性，这些合金合金是冷工作和廉价的铁磁形状记忆合金。在共同合金中，马塞氏菌相比基质具有更大的磁性晶体各向异性，而在铁磁状态下，马塞孔阶段的磁敏感性低于基质。在马氏体阶段，饱和度磁化强度更高。这种行为与Ni-MN-GA和Ni-Mn-Al合金中相同。但是，在马塞西氏式转化温度和居里温度相交的组成范围内，磁敏感性在马氏体阶段增加。此外，在单个晶体二合金合金中，获得了可逆磁场诱导的0.06％的应变。该合金系统的磁转换温度和马塞西氏菌转换温度可以从-150°C到120°C，并且在可加工性和成本方面可以实用。