粉末冶金法および金属/高分子複合材料技術を用いたメタ磁性形状記憶素子の開発

利用粉末冶金和金属/聚合物复合技术开发变磁形状记忆元件

• 批准号: 10J01374
• 负责人: 伊藤 恒平
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J01374/
• 关键词: 磁性形状記憶合金; 粉末冶金; Ni基合金; 磁性形状記憶

本研究では、磁気駆動型アクチュエーター素子材料の開発を最終目的として、Ni-Mn基強磁性形状記憶1合金を粉体工学・粉末冶金的手法および薄膜工学を用いて作製する。そして作製された焼結体等の機械的特性や磁気特性を調査して、最も良好な双晶磁歪,および磁性形状記憶効果を発現する条件を探ることを1目的とする。これまでの研究で、無加圧焼結法によるNi-Co-Mn-Sn系メタ磁性形状記憶合金焼結体を作製し、熱的形状回復および磁場印加による形状回復を確認している。この結果をNi-Mn-Ga強磁性形状記憶合金粉末に応用することで、多結晶状態での磁歪発現と脆性の克服が可能であると考え、焼結性やマルテンサイト変態挙動、磁気特性を調査し、以下にまとめた。焼結体の組織観察結果から気孔を含む組織を呈していて、マルテンサイト特有のプレート状組織が確認され、Ni-Mn-Ga系合金粉末の無加圧焼結における適切な焼結温度は1273Kであることを確認し、25-63μmに分級された粉末でも無加圧焼結に供すること可能であることが確かとなった。また焼結による組織の緻密化を調査した結果、粉末粒径が25μm以下の場合は12h程度、25-63μmの場合は少なくとも96h以上の焼結時間が約20%の気孔率を得るのに必要である。次にマルテンサイト変態挙動と磁気変態点を調査するためにSQUIDを用いて測定した結果、マルテンサイト変態温度、キュリー温度共に室温よりも高い温度であったので、室温における磁歪の発現の可能性があると言える。また変態ヒステリシスも5K程度と充分小さく、バルク単結晶材と同等程度であった。

The ultimate goal of this study is to develop Ni-Mn based ferromagnetic shape memory alloys for powder engineering, powder metallurgy and thin film engineering. To investigate the mechanical and magnetic properties of the sintered body, etc., and to explore the conditions for the development of the best bimorph and magnetic shape memory effect. In this study, the shape recovery of Ni-Co-Mn-Sn magnetic shape memory alloy sintered body was confirmed by non-pressure sintering method. As a result, Ni-Mn-Ga ferromagnetic shape memory alloy powders have been investigated for their magnetic deformation and brittleness in polycrystalline state. The microstructure of sintered body was examined. The microstructure of sintered body was characterized by porosity and porosity. The appropriate sintering temperature of Ni-Mn-Ga alloy powder was confirmed at 1273K. The sintering temperature of Ni-Mn-Ga alloy powder was confirmed at 25-63μm. As a result of the investigation of densification of the sintered structure, it is necessary to obtain a porosity of about 20% when the powder particle size is 25μm or less, or about 12h when the powder particle size is 25-63μm, or about 96h or more. The results of the investigation of SQUID, the temperature of SQUID, the temperature of SQUID, the The degree of crystallization is 5K, and the degree of crystallization is 5 K.

项目成果

Kinetic arrest behavior in martensitic transformation of NiCoMnSn metamagnetic shape memory alloy

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.10.176
• 发表时间: 2011-02
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: R. Umetsu;K. Ito;W. Ito;K. Koyama;T. Kanomata;K. Ishida;R. Kainuma

Mecanical and shape memory properties of Ni43Co7Mn39Sn11 alloy compacts fairicated by pressure sintering

通过压力烧结改善 Ni43Co7Mn39Sn11 合金坯体的力学和形状记忆性能

• 发表时间: 2010
• 期刊: Scripta Materialia
• 影响因子: 6
• 作者: K.Ito;W.Ito;R.Y.Umetsu;I.Karaman;K.Ishida;R.Kainuma
• 通讯作者: R.Kainuma