生体用チタン合金の六方晶マルテンサイトによる超弾性発現機構の解明と展開

生物钛合金中六方马氏体超弹性机理的阐明与发展

基本信息

批准号：
12J09335
负责人：
篠原百合
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J09335/
关键词：
チタン形状記憶合金形状記憶・超弾性生体用材料チタン合金

项目摘要

Ti-Niに匹敵する巨大超弾性歪みの発現を実現するために，大きな格子変形歪みを持つTi-Au-Cr-Zr合金に着目した．前年度は冷却で形成されるマルテンサイトの結晶構造と，応力負荷によって誘起させたマルテンサイトの内部組織を明らかにした．その結果，本合金を冷却することによって形成されるマルテンサイトは，格子定数比b/aの値が六方晶のそれに近い斜方晶マルテンサイトであることが明らかになり，母相と応力誘起マルテンサイト内部でathermal Omega相の分布状態が異なることを明らかにした．本年度は，応力誘起させたマルテンサイトの詳細な内部組織観察を行った．電子回折図形を解析した結果，応力誘起マルテンサイトの格子定数比b/aは1.67であり，冷却で形成されるマルテンサイトと同様に，六方晶(b/a=1.73)に近い斜方晶マルテンサイトであることが明らかになった．また，母相内部では急冷によって形成される粒状のathermal Omega相(六方晶)とathermal Omega相に由来する散漫散乱が観察された．athermal Omega相の粒径は5nm程度であった．一方，応力誘起したマルテンサイトの内部ではathermal Omega相が観察されず，対応する位置に散漫散乱も見られなかった．そのため，athermal Omega相は応力マルテンサイトから母相への逆変態時のバリアント選択には影響を及ぼさないことが示唆される．

为了达到与Ti-Ni相当的巨型超弹性应变的发生，我们专注于具有较大晶格变形菌株的Ti-AU-CR-ZR合金。在上一年，我们阐明了由冷却和压力负荷引起的马氏体内部结构形成的马氏体的晶体结构。结果，据揭示了通过冷却合金形成的马氏体是正常的马氏体，其晶格常数比比b/a接近六边形晶体，而静脉欧米茄相的分布状态在基质相和压力诱导的martensite之间有所不同。今年，我们对压力引起的马氏体进行了详细的内部结构观测。对电子衍射模式的分析表明，应力诱导的马氏体的晶格常数比/a为1.67，与冷却形成的马氏体相似，它是接近六边形的正晶（B/A = 1.73）。此外，在母相中观察到源自颗粒状的欧米茄阶段（六边形晶体）和通过淬灭形成的Athermal Omega相的散射散射。 Athermal Omega相的粒径约为5 nm。另一方面，在应力诱导的马氏体内未观察到无扎相的相位，并且在相应的位置未观察到散射。因此，建议在压力马氏体向母相的反向转化期间，雅特尔欧米茄相位不会影响变异选择。