权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

組織制御・樹脂複合化による高機能高耐久性Ni_2MnGa磁場駆動アクチュエータ

具有结构控制和树脂复合材料的高功能和高耐用性 Ni_2MnGa 磁场驱动执行器

基本信息

批准号：
14703016
负责人：
細田秀樹
金额：
$ 18.3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

磁性形状記憶合金NiMnGaは高速・大変形可能な磁場駆動アクチュエータ材料として期待されているが,その脆性が大きな問題である.この克服のため,本研究では,NiMnGaを機械的に粉末化し,組織制御し,樹脂と複合化させることで高機能性と延性・耐久性を付与した新しいアクチュエータ材料を開発することを目的とし,その実証のためにNiMnGaおよびTiNi基合金を用い,それら材料の機械的性質と形状記憶特性を調べ,また,今後の問題点を明らかにした.実験では,室温で母相およびマルテンサイト相である合金を用い,また,樹脂としてエポキシおよびシリコーンを用いた.形状記憶特性の目安となる相変態について,作製した複合材料について示差走査熱量測定およびX線回折測定をおこなった.その結果,作製したNiMnGa粒子は目的とする変態温度を有しており,これらの合金粒子を用いて作製したコンポジットも粒子単体と同様の変態温度を示し,本研究で選定したマトリックスは変態温度に影響を及ぼさないことが明らかとなった.次に,走査型電子顕微鏡による組織観察の結果より,作製した複合材料の内部組織はNiMnGa粒子の寸法より異なり,微小な粉末ほど粒子間の隙間が小さいため気泡などの欠陥が少なかった.引張試験と動的熱機械特性測定の結果から,マトリックスやNiMnGa粒子大きさ,体積率により,機械的性質および形状記憶特性が影響を受けることが明らかとなった.特にNiMnGa粒子の粒径が微小であるほど,コンポジットの形状記憶特性が優れ,これは先の欠陥の大きさと関係があると結論された.また,粒子の体積率の増加によりコンポジットの変形抵抗も大きくなる.また,負荷応力がマルテンサイトバリアントの再配列に必要な,ある大きさの応力に近づくほどマルテンサイトバリアントの再配列が進行し,コンポジットの形状回復ひずみが増大する.振動試料型磁力測定の結果から,作製したNiMnGa粒子は室温にて強磁性であり,試料に対する印加磁場方向を変化させても,磁化率が変化しないことから,等方的な試料作製に成功したと言える.

Magnetic shape memory alloy NiMnGa has high speed and large deformation potential, magnetic field fluctuation and brittleness. In this study,NiMnGa mechanical powdering, microstructure, and composite properties were investigated. The results showed that NiMnGa and TiNi-based alloys had high ductility and durability. The mother phase is used in the room temperature, the resin is used in the room temperature. Shape memory properties are measured by phase transition, differential scanning calorimetry and X-ray reflection. The results show that NiMnGa particles have different temperatures in different states, and the alloy particles have different temperatures in different states. Next, the microstructure of NiMnGa particles in the composite material was investigated by electron microscopy. The mechanical properties and shape memory properties of NiMnGa particles are influenced by the mechanical properties and volume fraction of NiMnGa particles. In particular, NiMnGa particle size from small to large, shape memory characteristics of the particle size from small to large. The volume fraction of particles increases, and the shape resistance increases. For example, when the load force increases, the realignment of the load force increases. The results of the magnetic field measurement of the vibrating sample show that the preparation of NiMnGa particles at room temperature is successful.