研究業績リスト
その他
応力誘起マルテンサイト変態の新展開：変態界面での弾性緩和による結晶学的組織最適化
作成日時 04/2024–03/2027
Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業, Category: 基盤研究(B), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 14300000, indirect: 4290000)
その他
マルテンサイト組織の三次元解析によるバリアント結合則の本質的評価
作成日時 01/04/2020–31/03/2023
Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業 若手研究, Category: 若手研究, Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3200000, indirect: 960000)
本課題では鉄合金のバリアント結合則(以下，結合則)を明らかにするために，変形の連続条件(rank-1接続)を軸としてバリアントペアの形成優先度を予測する手法を確立する．レンズマルテンサイトのミドリブや薄板状マルテンサイトの結晶学は，晶癖面における不変面条件で説明できることが知られている．しかしrank-1接続の観点からは，バリアント同士が結合するときに，結合面において不変面条件からの偏差が生じる．
前年度は，レンズマルテンサイトについて不変面条件からの偏差と結合頻度の関係を調査した．本年度は薄板状マルテンサイトが形成するFe-Ni-C合金について，旧γ粒内におけるバリアント結合傾向の二次元解析とシリアルセクショニングを行った．
解析の結果，結合面に生じる不変面条件からの偏差が小さなペア(3種類)が高頻度に形成されることが明らかになった．これはレンズマルテンサイトの場合と同様の結果である．EBSDの測定データを用いて，バリアントペアの内部に存在する不変面条件からの偏差を可視化した．偏差は二つのバリアントの結合面付近で最大となり，結合面から離れると減少した．偏差によって生じる回転軸と回転量はrank-1接続から要請される理論値とほぼ一致した．
シリアルセクショニングに適切なγ粒径，マルテンサイト体積分率を有する試料の作製方法を探索の後，シリアルセクショニング-光学顕微鏡法によりスライス画像を取得した．観察領域は500μm×300μm×100μmである．
三次元像の構築には光学顕微鏡写真に対して，バリアントの同定及びバリアント毎に色を塗り分ける必要がある．そのため現在効率化を図るべく，塗分けを支援するプログラムを作成中である．
その他
作成日時 01/04/2017–31/03/2020
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 3400000, indirect: 1020000)
Effect of ω phase on pseudoelasticity in β-Ti alloys was investigated in this study. Cyclic loading-unloading tensile tests were performed at various temperatures using special alloy; volume fraction of ω phase of this alloy is not affected by deformation temperature. Stress for inducing martensite decreases as cycle number at the range of -115 ～ 120℃ increases. Stress for reverse transformation also decreases as cycle number at -115℃ increases. These results imply that shuffling magnitude of ω phase affects pseudoelasticity of β-Ti alloy. Quantitative evaluation of shuffling magnitude was attempted by pair distribution function (PDF) analysis.
その他
作成日時 28/08/2015–31/03/2017
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity Start-up, Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up, Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 2300000, indirect: 690000)
In this study, anomalous temperature dependence of pseudoelasticity in a β-titanium alloy, was investigated from a standpoint of small particles of the ω phase in the matrix, and in terms of phase stability.
It was revealed that (1) the martensite was not formed by cooling at -260℃ without stress and (2) the matrix transformed to the martensite and the ω phase disappeared when exposed to stress.
その他
Design principle and development of super-long life shape memory alloy based on Nitinol
作成日時 01/04/2015–31/03/2018
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 12400000, indirect: 3720000)
Effects of the magnitude of incompatibility at domain-walls in martensite microstructure of Ti-Ni based shape memory alloys were investigated in this study.Numerical analysis on the incompatibility of domain-walls showed that the incompatibility can be vanished or very small at certain kinds of domain-boundary in Ti-Ni based alloys with B2-B19 or B2-B19' martensitic transformation. One of the alloys which satisfies the condition for the very small incompatibility exhibited no shift in transformation temperature upon thermal cycling more than 200 cycles. This result implies that the super-long life shape memory alloy can be developed in Ti-Ni based alloys.
その他
作成日時 30/05/2014–31/03/2019
Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science, System Name: Grants-in-Aid for Scientific Research, Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S), Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 140000000, indirect: 42000000)
In shape-change materials such as shape memory alloys and piezoelectric materials used for medical and energy applications, external fields such as force and magnetic field and material functions are deeply related each other。 The origin of the shape change is the domain rearrangement and phase transformation due to the motion of domain homo interface. In order to improve the material functions, the structure and dynamics of the domain homo interface have been clarified for the smooth motion with low friction. Principles for the control of interface structure and lattice softening from the first principle calculations have been established to reduce the friction of motion for the enhancement of higher functionality. Moreover, several multifunctional and high performance new shape change materials have been developed.
その他
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
作成日時 01/04/2012–31/03/2015
Offer Organization: 日本学術振興会, System Name: 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, Category: 特別研究員奨励費, Fund Type: -, Overall Grant Amount: - (direct: 2700000, indirect: -)
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．