低い磁場で駆動する高加工性Ni基メタ磁性形状記憶合金の開発

低磁场驱动的高加工性镍基变磁形状记忆合金的开发

• 批准号: 10J03306
• 负责人: 伊東 航
• 金额: $ 1.22万
• 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-10J03306/
• 关键词: 強磁性形状記憶合金; メタ磁性形状記憶合金; マルテンサイト変態; ホイスラー合金; 規則-不規則変態; 磁気変態; 変態エントロピー変化; 磁気モーメント

本研究の目的は、申請者らが見出したNi-Mn-X(X=In, Sn, Al)基合金を中心に、低い磁場で磁場誘起変態が発現し、高加工性を有するメタ磁性形状記憶合金を開発することである。クラジウス-クラペイロンの関係式より、磁場誘起変態の発現には母相とマルテンサイト相の磁化の差ΔMが大きいことが必要であるため、両相の磁性の起源や詳細についての情報が切望されている。そこで、本年度はNiMnZ(Z=In,Sn)3元合金およびNiCoMnZ(Z=In,Sn)合金のキュリー温度と磁気モーメントの組成依存性について系統的な調査を行った。Ni_<50-x>Co_xMn_<50-y>Sn_y合金のキュリー温度は、Co置換量xの増加に伴い直線的に上昇した。同合金の磁気モーメントは、y>20ではKanomataらの先行報告と同様にSn濃度の低下に伴い直線的な減少を示したが、y<20では増加に転じた。このような凹型の特異な磁気モーメントの組成依存性は、Co濃度の上昇に伴って薄れていき、8Co-ySn合金は5Co-yIn合金と類似の直線的な組成依存性になった。この結果は、Ni_<50>Mn_<50>合金における準安定B2相の磁気モーメントが約4.5μ_B/f.u.の非常に大きな値であることを強く示唆する。また、この現象はMn-Mn原子間距離およびMn原子の最隣接位置に占めるCoおよびNi原子の存在確率によって考察できた。この結果は、第147回日本金属学会秋期大会で学会発表を行い、Applied Physics Letters 97巻に掲載された。また、加工性の改善について、無加圧法で作製したNiCoMnSn焼結体を用いて調査した。焼結時間が長くなると気孔率は減少し、それと同時に加工性が向上した。一方で、気孔率が減少するのに伴って形状回復率が低下した。つまり、NiCoMnSn焼結体の加工性と形状回復率を両立させるには、適切な焼結時間を施す必要があることが明らかになった。この結果は、Scripta Materialia 63巻に掲載された。

The purpose of this study is to discover the development of Ni-Mn-X(X=In, Sn, Al)-based alloys with magnetic field induced states at low magnetic fields and high machinability. The relationship between the magnetic field induced state and the magnetic field induced state is that the magnetization difference between the parent phase and the phase is large and necessary, and the magnetic origin of the phase is detailed. This year, the investigation of NiMnZ(Z= In,Sn) ternary alloy and NiCoMnZ(Z=In,Sn) alloy composition dependence was carried out. The temperature of Ni_<50-x>Co_xMn_<50-y>Sn_y alloy increases linearly with the increase of Co substitution amount x. For the same alloy, the decrease of Sn concentration is accompanied by the decrease of Sn concentration, y&gt; 20, and the increase of Sn concentration is accompanied by the increase of Sn concentration. The composition dependence of the concave magnetic field and the increase of Co concentration are accompanied by the composition dependence of 8Co-ySn alloy and 5 Co-yIn alloy. The results show that the magnetic properties of quasi-stable B2 phase in Ni_<50>Mn_<50>alloy are about 4.5μ B/f.u., and the magnetic properties of quasi-stable B2 phase are very high. This phenomenon is the distance between Mn atoms and the most adjacent position of Mn atoms, which accounts for the existence of Co atoms and Ni atoms. The results were published in Applied Physics Letters 97. Investigation of NiCoMnSn sintered body made by non-pressure method for improvement of workability Sintering time is longer, porosity is lower, and machinability is higher. The porosity of a square is reduced, and the shape recovery rate is reduced. The machinability and shape recovery rate of NiCoMnSn sintered body shall be determined according to the requirements of appropriate sintering time. The results were published in Scripta Materialia 63.

项目成果

Observation of Reverse Transformation in Metamagnetic Shape Memory Alloy Ni40Co10Mn34Al16 by High-Field X-Ray Diffraction Measurements

• DOI: 10.2320/matertrans.m2010150
• 发表时间: 2010-09-01
• 期刊: MATERIALS TRANSACTIONS
• 影响因子: 1.2
• 作者: Mitsui, Yoshifuru;Koyama, Keiichi;Watanabe, Kazuo
• 通讯作者: Watanabe, Kazuo

Shape memory response and magnetic properties in the NiCoMnAl polycrystalline alloy

NiCoMnAl 多晶合金的形状记忆响应和磁性能

• 发表时间: 2010
• 作者: W.Ito;et al.
• 通讯作者: et al.

Concentration dependence on magnetic moment in Ni_<50-x>Co_xMn_<50-y>Z_y (Z = In, Sn, Sb) Heusler alloys

Ni_<50-x>Co_xMn_<50-y>Z_y (Z = In, Sn, Sb) Heusler 合金中磁矩的浓度依赖性

• 发表时间: 2010
• 作者: W.Ito;et al.
• 通讯作者: et al.

Mechanical and shape memory properties of Ni43Co7Mn39Sn11 alloy compacts fabricated by pressureless sintering

• DOI: 10.1016/j.scriptamat.2010.08.046
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Scripta Materialia
• 影响因子: 6
• 作者: K. Ito;W. Ito;R. Umetsu;I. Karaman;K. Ishida;R. Kainuma