拡散-変位型相変態による巨大可逆歪みの発現と高温形状記憶材料の創出

通过扩散位移相变表达巨大可逆应变并创建高温形状记忆材料

• 批准号: 22K18899
• 负责人: 田原 正樹
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18899/
• 关键词: 拡散変態; 変位型変態; 形状記憶効果; チタン合金; マルテンサイト変態

本研究は研究代表者が発見した新しい拡散-変位型相変態を利用した高温形状記憶材料の創出を目的としている。この相変態はチタン合金における等温変態であり、直方晶構造を経由することが特徴である。従来のチタン合金においては直方晶構造は原子無拡散のマルテンサイト変態によって生成するものであった。研究代表者は、特殊なチタン合金において加熱または高温での保持によって原子拡散を伴いながらこの直方晶構造の相が現れることを見出した。この相変態は原子拡散を伴う拡散型変態であるが、同時に変位型変態の性質も持ち合わせていることを利用して、形状記憶効果の発現が期待される。一般に広く用いられれている形状記憶効果とは、原子無拡散のマルテンサイト変態を利用したものである。本研究では、このような従来の形状記憶合金とは全く異なるメカニズムで形状記憶効果の発現を目指す。本年度は、これまでに研究代表者が発見した拡散-変位型相変態が生じるチタン合金において形状回復挙動の有無及び形状回復動作について、基礎的な研究を行った。特に、形状回復ひずみと形状回復温度、回復応力について、単結晶試料を用いた系統的な実験を行った。また、発現した形状回復現象について、金属組織学的なメカニズムを解明するため、X線回折測定とSEM-EBSD測定を行った。その結果、研究代表者の推測通り、拡散-変位型相変態を利用して新しい形状回復現象が発現することがわかった。また、形状回復現象が生じるためには直方晶構造での変形を適切に制御する必要があることがわかった。

This study represents the discovery of a new type of phase transition using high temperature shape memory materials. The phase transition is characterized by isothermal transition and prismatic structure. The crystal structure of the alloy has no dispersion. The researchers found that special alloys were heated and maintained at high temperatures, and that the atomic dispersion was accompanied by the formation of rectangular structures. The phase change state is the atomic dispersion state, and the dispersion state is the property of the phase change state. The shape memory effect is expected to appear. In general, the shape memory effect of the atom is not dispersed. This study is aimed at the development of shape memory effect in shape memory alloys. This year, the representative of the research team has seen the development of dispersion-phase transformation, shape recovery and shape recovery, and basic research Special, shape recovery, shape recovery temperature, recovery force, crystallization sample, application system, implementation The shape recovery phenomenon, metal histology, X-ray reflection measurement and SEM-EBSD measurement were carried out. The results of the study suggest that the phase transition of the dispersion type can be used to generate new shape recovery phenomena. It is necessary to control the shape of the rectangular structure.

项目成果

New dislocation dissociation accompanied by anti-phase shuffling in the α″ martensite phase of a Ti alloy

Ti合金α”马氏体相中新位错解离伴随反相改组

• DOI: 10.1016/j.actamat.2022.117705
• 发表时间: 2022
• 期刊: Acta Materialia
• 影响因子: 9.4
• 作者: Tahara Masaki;Otaki Nao;Minami Daichi;Uesugi Tokuteru;Takigawa Yorinobu;Higashi Kenji;Inamura Tomonari;Hosoda Hideki
• 通讯作者: Hosoda Hideki

拡散-変位型相変態による形状記憶効果を示すTi-Mo-Sn-Al合金の内部組織観察

Ti-Mo-Sn-Al合金因扩散-位移相变而表现出形状记忆效应的内部结构观察

• 发表时间: 2022
• 作者: 安藤 一斗;野平 直希;Chiu Wan-Ting;海瀨 晃;田原 正樹;細田 秀樹
• 通讯作者: 細田 秀樹

等しいAsを示すTi-Mo-Al形状記憶合金の等温ω相安定性に及ぼす合金組成の影響

合金成分对具有等As的Ti-Mo-Al形状记忆合金等温ω相稳定性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 野平 直希;大下 宜晃;Chiu Wan-Ting;海瀨 晃;田原 正樹;細田 秀樹
• 通讯作者: 細田 秀樹

Fabrication and mechanical properties of Bi-added Ti-Cr alloys for biomedical applications

• DOI: 10.1016/j.jmrt.2023.02.173
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Journal of Materials Research and Technology
• 作者: N. Nohira;K. Hayashi;M. Tahara;H. Hosoda