Nitinolの第2章への導入。 本書では、金属における相変態に関連する形状記憶効果について紹介します。

2.0 オーステナイトからマルテンサイトへの熱変態と形状記憶の起源

この投稿は、Nitinol:The Book からの抜粋です。 この記事は、Tom Duerig、Alan Pelton、他による近刊のワーキングドラフトである「Nitinol: The Book」からの抜粋です。 詳細は目次または序章をご覧ください。

マルテンサイト変態は、ニチノールを含む特定の金属の冷却時に起こる、特定のタイプの結晶構造変化です。 高温で見られる結晶構造は親相で、しばしばオーステナイトと呼ばれ、マルテンサイト変態によって生じる相はマルテンサイトと呼ばれます。 形状記憶効果は、オーステナイトとマルテンサイトの間の可逆変態の直接的な結果です。

マルテンサイト変態の詳細な説明は非常に複雑になりますが、幸いにも形状記憶材料の工学的側面を理解するのに必要ではありません。 この章では、設計や工学にとって重要な側面に限定して、変態の正確な、しかし簡略化された説明を示す。 具体的には、ニチノールの2つの主要な相の結晶学と特性について説明し、その後、2つの相の間でどのように変態が起こるかについて考察します。 結晶構造を十分に定義した上で、マルテンサイトの結晶学がどのようにユニークなタイプの変形挙動をもたらすかを検証し、最後に、これらの要因がどのように組み合わさって熱形状記憶効果 (SME) を生み出すかを考察している。 また、ニチノールには「R相」と呼ばれる第3の相が存在し、多くの条件下で見られることに注目したい。 R相については第4章で詳述するが、この入門編ではR相の介在しない直接マルテンサイト-オーステナイト変態のみを扱うことにする。

形状記憶効果のメカニズムをまったく知らない読者は、この章の材料を攻略する前に図1-1に慣れることをお勧めします。これは、ここで扱うトピックへの貴重なロードマップとして役立ちます。

  1. GB Olson and WS Owen, Martensite, ASM International (1992).

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