超高温動作形状記憶合金アクチュエータの開発

超高温形状记忆合金执行器的研制

• 批准号: 17040014
• 负责人: 細田 秀樹
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17040014/
• 关键词: 金属物性; 先端機能デバイス; 形状記憶合金; アクチュエータ; 金属物性; 先端機能デバイス; 形状記憶合金; アクチュエータ

高温形状記憶合金として特にTiAu系に着目し、第三元素添加、特にCo添加の影響について調べた。18mol%Co添加TiAuに透過型電子顕微鏡観察を行うと、マトリクスとして22mol%程度のCoを含んだB2相、および析出物として、数%しかCoを含まず60mol%程度のAuを含むB2相が存在した。この析出物は二元系では存在せず、Co添加3元合金特有のものと考えられ、また、動作特性を劣化させると判断された。さらに詳細に調べるため、種々の組成のTi-Au-Co三元系合金を作製し、900℃での熱間鍛造後、構成相と組成を同定した。その結果、TiAu-18Coで見られた二つのB2相は確認されず、マトリクス組成付近ではC11_b (Au, Co)_2Ti相とC36 Au(Co, Ti)_2相との二相、析出物組成近傍では、B19 Ti_3Au相とA15 TiAu相の二相であった。これらをまとめ、Ti_3Au-TiAu-TiAu_2-TiCo_2近傍の部分状態図を明らかにした。また、TiAu-18Coに〜400℃で時効処理を行い、300℃-1時間で良好な超弾性が得られることを明らかにした。この超弾性は空孔のクラスタリングなど、ナノレベルでの組織変化によると推察される。第4元素添加の影響としては、TiAu-CoにCr, Moなどの第四添加元素を1-3mol%添加し、変態温度と加工性の変化を調べ、少量の第四添加元素により冷間加工性も変化し、特にMo添加が有望であることなどを明らかにした。また、TiAuは加工性が悪いため、液体超急冷法による高温形状記憶合金薄膜の作製を試みた結果、形状記憶効果を有するTiAu薄膜が得られた。しかし、組成変動が大きく、動作温度の安定性に問題があること、集合組織が形成されないことなどを明らかにした。さらに、TiAuを用いた磁場駆動アクチュエータの動作機構を検討した。

我们专注于基于TIAU的材料作为高温形状的记忆合金，并研究了添加第三个元素的效果，尤其是Co.当通过传输电子显微镜观察到具有18 mol％CO的TIAU时，B2相位含有22 mol％CO作为矩阵，而B2相位的B2相位仅包含60摩尔％AU的B2相位，仅含有一些BB，只有几分％的CO，并且只有几个co co co co。被认为是共同添加的三元合金独有的，并且还被判断为恶化操作特性。为了进行进一步的详细研究，制备了各种组合物的Ti-au-co三元合金，并在900°C进行热锻造后，确定了组成相和组成。 As a result, the two B2 phases seen in TiAu-18Co were not confirmed, and in the vicinity of the matrix composition, the two phases were C11_b (Au, Co)_2Ti phase and C36 Au(Co, Ti)_2 phase, and in the vicinity of the precipitate composition, the two phases were B19 Ti_3Au phase and A15 TiAu phase.这些是总结的，并揭示了Ti_3au-tiau-tiau_2-tiCo_2附近的部分相图。此外，TIAU-18CO在〜400°C下陈化，并且发现可以在300°C下获得良好的超弹性1小时。估计这种超弹性是由于纳米级的组织变化所致，例如空隙的聚类。添加第四个元素的效果是，将第四个元素（例如CR和MO​​）的1-3 mol％添加到TIAU-CO中以研究转化温度和加工性的变化，并揭示了少量的第四个元素也更改了冷的可加工性，并且MO添加是特别有希望的。此外，由于TIAU的可加工性较差，我们试图通过使用液体超淬火方法来制造高温形状的记忆合金薄膜，并且由于TIAU薄膜具有形状的记忆效应，因此可以获得它。但是，组成变化很大，并且工作温度的稳定性存在问题，并且没有形成结构。此外，研究了使用TIAU的磁场驱动执行器的工作机制。