次世代形状記憶合金の相変態機構を解明 ─ 形状回復とエネルギー吸収性能を活かした応用に期待 ─
2025年5月16日 11:00 | プレスリリース
次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金（注1）は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震用構造材料や医療用デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。近年、この合金を単結晶化すると大きな形状回復を示すことが報告されていましたが、そのメカニズムは明らかとなっていませんでした。
当社特殊金属事業部技術開発部の喜瀬純男は、長崎大学大学院総合生産科学研究科の赤嶺大志准教授（前九州大学大学院総合理工学研究院 助教）、九州大学の西田稔名誉教授（現当社技術顧問）、東北大学学際科学フロンティア研究所の許勝助教、東北大学大学院工学研究科の大森俊洋教授、貝沼亮介教授、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの二宮翔助教、西堀麻衣子教授らとの共同研究により、電子顕微鏡観察と放射光X線回折測定を通じて、単結晶Cu-Al-Mn形状記憶合金では多段階のマルテンサイト変態 （注2）が生じていることを明らかにしました。また、この多段階のマルテンサイト変態が進行すると、相変態に伴うエネルギー吸収量が増大することがわかりました。
本研究の成果は、相変態の制御を通じてCu-Al-Mn系形状記憶合金のエネルギー吸収性能を自在に制御できる可能性を示すもので、制振材料や耐震用の土木・建築用材料等への幅広い応用が期待されます。
この研究成果は、2025年4月15日（米国時間）に材料科学分野の専門誌Acta Materialia誌にオンライン公開されました。
注１ Cu-Al-Mn形状記憶合金：東北大学 石田清仁名誉教授、貝沼亮介教授、須藤裕司教授、大森俊洋教授らグループによって開発（Kainuma et al. 1996, Sutou et al. 2008）。
注２ マルテンサイト変態：原子の拡散を伴うことなく、結合を保った原子が集団的に変位する形で進行する相変態。無拡散相変態、変位型相変態とも呼ばれる。
