2023年 | プレスリリース?研究成果
磁場で動く低温用形状記憶合金を開発 - 磁歪材料やアクチュエーターのエネルギーロスを約1/100に! -
【本学研究者情报】
〇大学院工学研究科
助教 許 皛
【発表のポイント】
- 磁场で駆动可能な新规パラジウム(笔诲)系形状记忆合金の开発に成功しました。
- 従来の形状记忆合金に比べ、动作に伴うエネルギーロスを约1/100に抑えました。
- 100 K(-173℃)近傍の低温において、希土類磁歪(じわい)(注1)材料に匹敵する2500 ppm(注2)以上の巨大磁歪を実现しました。
- 水素社会の実现に必要な低温用アクチュエーターや磁歪材料への応用が期待されます。
【概要】
形状记忆合金は、変形后、加热によって元の形に戻る特性を生かし、センサーやアクチュエーターに応用されています。一部の形状记忆合金は磁场にも応答して形状记忆効果が现れるため、温度駆动より高速に动作することで注目を集めています。
これらの合金は、动作に伴い大きなエネルギーロスが生じますが、东北大学大学院工学研究科博士后期课程の伊东达矢氏(研究当时)と许皛助教らの研究グループは、东京大学との共同研究により、このエネルギーロスを约1/100に低减させた新规Pd系合金の开発に成功しました(図1(a))。
さらに、本Pd系合金は、低温において希土類磁歪材料に匹敵する2500 ppm以上の巨大磁歪を示し、極低温環境で駆動可能なアクチュエーターへの応用により水素社会への貢献も期待されます(図1(b))。
本成果は、日本時間の2023年6月13日にドイツ科学誌Advanced Scienceに掲載されました。

図1 (a) 開発したPd系形状記憶合金と従来合金との磁場駆動でのエネルギーロスの比較。本合金では動作に伴うエネルギーロスが約1/100に抑えられた。
(b) 本Pd系単結晶合金における低温の磁歪特性。100 K近傍の低温において、希土類磁歪材料に匹敵する2500 ppm以上の巨大磁歪を実現した。
【用语解説】
注1 磁歪
磁場を加えたときに物質の形状が変化する現象。純Niや純Coでは40?60 ppm程度の小さい磁歪を示すが、鉄?ガリウム(Fe-Ga)合金(Galfenol)では200 ppm以上、テルビウム?ジスプロシウム?鉄(Tb-Dy-Fe)合金(Terfenol-D)では1000 ppm以上の巨大磁歪を示すことから、魚群探知機、電動アシスト自転車の踏力センサーや振動発電素子など、幅広く実用化されている。
注2 辫辫尘
パーツ?パー?ミリオン。百万分の一。2500 ppmは0.25%である。
问い合わせ先
(研究に関すること)
东北大学大学院工学研究科
助教 許 皛
TEL: 022-795-7323
E-mail: xu*material.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)
(报道に関すること)
东北大学大学院工学研究科
情報広報室 沼澤 みどり
TEL: 022-795-5898
E-mail: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)
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