【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24TU0142
利用課題名 / Title
新規超弾性合金の開発
利用した実施機関 / Support Institute
東北大学 / Tohoku Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
アクチュエーター/ Actuator,電子顕微鏡/ Electronic microscope
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
許 勝
所属名 / Affiliation
東北大学学際科学フロンティア研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
長迫実,兒玉裕美子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
TU-504：超高分解能透過電子顕微鏡
TU-517：透過電子顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
宇宙開発や水素社会等の分野においては、軽量でありながら極低温でも動作するアクチュエーターや特殊機器の開発が求められている。しかし、これまでに軽量性と100K以下の極低温を含む広い動作温度範囲を兼ね備えた超弾性合金は存在しない。本研究では、状態図を活用し、熱力学と格子動力学を同時に考慮することで、広い動作温度範囲を有する軽量な超弾性合金を設計する。さらに、材料組織制御の手法を駆使して、より安定した優れた超弾性特性を実現することで、極低温領域も含む広い温度範囲で動作する、世界初の軽量な超弾性合金の開発を目指す。そこで、電子顕微鏡を用いて得られた材料組織を解析する。
実験 / Experimental
微細構造の観察には透過型電子顕微鏡を用いた。透過型電子顕微鏡観察に用いる試料は次のようにして作製した。まず、ダイヤモンドワイヤーソーで薄板状に切り出した試料を厚さ80 um程度となるように平行研磨し、直径3 mmのディスク状で打ち抜いた。その後、メタノール 64%、 n-ブタノール 30%、塩素酸 6%の混合液を用いたジェット電解研磨により中心部に小孔のある試料を作製した。
結果と考察 / Results and Discussion
開発された新規超弾性合金において、電子回折図形から母相は規則BCC構造(B2)であることがわかった。001スポットによる暗視野像において、bend contourでコントラストが反転する逆位相境界(APB)が観察された。逆位相ドメイン(APD)サイズが20nm程度と小さいことから、焼入れ時に規則-不規則変態が起こりB2規則構造の母相が得られたと考えられる。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
TEM observation of the parent phase taken along the [110]B2 zone axis. The scale bar is 200 nm.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、JSPS科学研究費助成事業（24K01190）の支援を受けて行われました。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
-
Yuxin Song, A lightweight shape-memory alloy with superior temperature-fluctuation resistance, Nature, 638, 965-971(2025).
DOI: 10.1038/s41586-024-08583-7
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件