JPH10259438A - ＮｉＭｎＧａ合金 - Google Patents

ＮｉＭｎＧａ合金

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JPH10259438A JP9067046A JP6704697A JPH10259438A JP H10259438 A JPH10259438 A JP H10259438A JP 9067046 A JP9067046 A JP 9067046A JP 6704697 A JP6704697 A JP 6704697A JP H10259438 A JPH10259438 A JP H10259438A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の生活環境温度近傍でマルテンサイト変
態に伴う逆変態終了温度並びにキューリー温度を持ち、
形状記憶合金へ適用可能なＮｉＭｎＧａ合金を提供する
こと。 【解決手段】 このＮｉＭｎＧａ合金は、化学組成式Ｎ
ｉ2+X Ｍｎ1-X Ｇａで表わされるＮｉＭｎＧａ合金にお
ける組成比パラメータＸ［モル］を０．１０≦Ｘ＜０．
３０の範囲で選んだものである。これによって、マルテ
ンサイト変態に伴う逆変態終了温度を−２０℃〜５０℃
の範囲で任意に設定でき、同時にキューリー温度を６０
℃〜８５℃の範囲で任意に設定できる。しかも、このＮ
ｉＭｎＧａ合金は、外部磁場によってマルテンサイト変
態の逆変態を誘起させることで予め受けた歪みの解放を
起こさせる形状記憶効果を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主として通常の生
活環境温度近傍でマルテンサイト変態に伴う逆変態終了
温度並びにキューリー温度を所定の範囲で任意に設定で
き、外部磁場によりその環境温度で形状記憶効果を示す
ＮｉＭｎＧａ合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＴｉＮｉ合金やＣｕＺｎ合金等
の形状記憶合金は、マルテンサイト変態の逆変態に付随
して顕著な形状記憶効果及び超弾性を示すことが知られ
ている。ここでの形状記憶効果とは、マルテンサイト相
で外部応力によって受けた変形が母相に逆変態すると同
時に回復することを示している。殊にＴｉＮｉ合金は最
も性能の優れた形状記憶合金として知られており、例え
ば住宅の換気口，エアコン，炊飯器，シャワーバルブ，
メガネフレーム，携帯電話アンテナ等に幅広く使用され
ている。
【０００３】ところで、Ｎｉ2 ＭｎＧａ合金もマルテン
サイト変態を示すが、このＮｉ2 ＭｎＧａ合金の場合は
一般に低温相からホイスラー型の高温相に逆変態する時
に常磁性から強磁性に変わることが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したＮｉ2 ＭｎＧ
ａ合金の場合、低温相から高温相に逆変態する時に常磁
性から強磁性に変わる性質を有しているが、現状では逆
変態終了温度を変える術が見い出されていないため、通
常の生活環境温度近傍での機能素子，例えば形状記憶合
金として利用することができないという難点がある。
【０００５】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、通常の生活環境温
度近傍でマルテンサイト変態に伴う逆変態終了温度並び
にキューリー温度を持ち、形状記憶合金へ適用可能なＮ
ｉＭｎＧａ合金を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、化学組
成式Ｎｉ2+X Ｍｎ1-X Ｇａ（但し、０．１０≦Ｘ≦０．
３０［モル］）で表わされるＮｉＭｎＧａ合金であっ
て、マルテンサイト変態に伴う逆変態終了温度が−２０
℃以上を示すＮｉＭｎＧａ合金が得られる。
【０００７】又、本発明によれば、上記ＮｉＭｎＧａ合
金において、ＮｉＭｎＧａ合金は、逆変態終了温度を−
２０℃〜５０℃の範囲で任意に設定できると共に、キュ
ーリー温度を６０℃〜８５℃の範囲で任意にできるＮｉ
ＭｎＧａ合金が得られる。
【０００８】更に、本発明によれば、上記何れかのＮｉ
ＭｎＧａ合金において、ＮｉＭｎＧａ合金は、外部磁場
によってマルテンサイト変態の逆変態誘起に伴って形状
が変化するＮｉＭｎＧａ合金が得られる。
【０００９】
【作用】本発明のＮｉＭｎＧａ合金は、Ｎｉ及びＭｎの
組成比を変えることで逆変態終了温度を所定の範囲で任
意に変えることができ、又マルテンサイト変態に起因し
た形状記憶効果を示すことを見い出したものである。即
ち、本発明のＮｉＭｎＧａ合金は、化学組成式Ｎｉ2+X
Ｍｎ1-X Ｇａで表わされるＮｉＭｎＧａ合金における組
成比パラメータＸ［モル］を０．１０≦Ｘ＜０．３０の
範囲で選ぶことによって、マルテンサイト変態に伴う逆
変態終了温度を−２０℃〜５０℃の範囲で任意に設定で
き、同時にキューリー温度を６０℃〜８５℃の範囲で任
意にできる。しかも、このＮｉＭｎＧａ合金は、外部磁
場によってマルテンサイト変態の逆変態を誘起させるこ
とで予め受けた歪みの解放を起こさせる形状記憶効果を
示す。従って、このＮｉＭｎＧａ合金は、通常の生活環
境温度近傍でマルテンサイト変態に伴う逆変態終了温度
及びキューリー温度を持つという新しい機能が付加され
るため、例えば形状記憶合金等として通常の生活環境下
で様々な分野での利用が可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明のＮ
ｉＭｎＧａ合金について詳細に説明する。最初に、本発
明のＮｉＭｎＧａ合金の概要を簡単に説明する。本発明
は、Ｎｉ2 ＭｎＧａ合金におけるＮｉ及びＭｎの組成比
を変えることで逆変態終了温度を所定の範囲で任意に変
えることができ、しかもマルテンサイト変態に起因した
形状記憶効果を示すことを見い出したものである。
【００１１】具体的に云えば、本発明のＮｉＭｎＧａ合
金は、化学組成式Ｎｉ2+X Ｍｎ1-XＧａで表わされるＮ
ｉＭｎＧａ合金における組成比パラメータＸ［モル］を
０．１０≦Ｘ＜０．３０の範囲とする。これによって、
マルテンサイト変態に伴う逆変態終了温度Ａf を−２０
℃〜５０℃の範囲で任意に設定でき、同時にキューリー
温度Ｔc を６０℃〜８５℃の範囲で任意にできる。しか
も、このＮｉＭｎＧａ合金は、外部磁場によってマルテ
ンサイト変態の逆変態を誘起させることで予め受けた歪
みの解放を起こさせる形状記憶効果を示す。
【００１２】そこで、以下はこうしたＮｉＭｎＧａ合金
をその製造方法を合わせて具体的に説明する。
【００１３】先ず化学組成式Ｎｉ2+X Ｍｎ1-X Ｇａで表
わされるＮｉＭｎＧａ合金における組成比パラメータＸ
［モル］をそれぞれ変えて総計１０種のＮｉＭｎＧａ合
金を用意した。
【００１４】次に、これらのＮｉＭｎＧａ合金をアルゴ
ンアーク法で溶解，鋳造した後、粉砕して各種ＮｉＭｎ
Ｇａ合金粉末とした。更に、これらのＮｉＭｎＧａ合金
粉末を２５０メッシュ以下で篩にかけたものをプレスし
て８００℃×４８時間の条件下で焼結を行った後、口径
φ５ｍｍの棒状サンプルとした。
【００１５】そこで、得られた棒状サンプルの各種Ｎｉ
ＭｎＧａ合金に関して、逆変態終了温度Ａf 及びキュー
リー温度Ｔc を測定したところ、表１に示すような結果
（ＮｉＭｎＧａ合金の組成比パラメータＸの具体的数値
並びにその場合の化学組成式を含む）となった。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１からは、組成比パラメータＸ［モル］
を０〜０．０５の範囲とした試料Ｎｏ．１〜３の比較例
のものは、逆変態終了温度Ａf が−５０℃〜−３３℃の
範囲にあり、キューリー温度Ｔc が９８℃〜１０５℃の
範囲にあって、逆変態終了温度Ａf 及びキューリー温度
Ｔc が生活環境温度近傍からやや外れているのに対し、
組成比パラメータＸ［モル］を０．１０〜０．３０の範
囲とした試料Ｎｏ．４〜８の実施例のものは、逆変態終
了温度Ａf が−２０℃〜５０℃の範囲にあり、キューリ
ー温度Ｔc が５７℃〜８５℃の範囲にあって、逆変態終
了温度Ａf 及びキューリー温度Ｔc が生活環境温度近傍
にあることが判る。又、組成比パラメータＸ［モル］を
０．４０〜０．５０の範囲とした試料Ｎｏ．９〜１０の
比較例のものは、逆変態終了温度Ａf が−５０℃〜−３
０℃の範囲にあり、キューリー温度Ｔc が９０℃〜１０
０℃の範囲にあるため、この場合も逆変態終了温度Ａf
及びキューリー温度Ｔc が生活環境温度近傍からやや外
れていることが判る。
【００１８】次に、上述した製造工程を経て得られた各
種ＮｉＭｎＧａ合金によるサンプルを約−２００℃の液
体窒素を用いて１０度程度曲げた後、全部のサンプルを
逆変態終了温度Ａf 以上となる約７０℃の温水に入れ、
それぞれの形状変化を観察して形状記憶効果の是非を調
べた。
【００１９】この結果、試料Ｎｏ．４〜８の実施例のも
のは、曲げ１０度に対して２〜３度の形状回復を示した
のに対し、試料Ｎｏ．１〜３及び試料Ｎｏ．９〜１０の
比較例のものは何れも殆ど形状回復を示さなかった。
【００２０】更に、約２０℃の室温で逆変態終了温度Ａ
f が５０℃の試料Ｎｏ．５のサンプルに外部から磁場を
印加することで、逆変態が誘起されたか否かを調べた。
この結果、上述した場合と同様に曲げ１０度に対して２
〜３度の形状回復を示し、変態が誘起されることが判っ
た。因みに、同様な実験を約−６０℃のドライアイスア
ルコール液を用いて試料Ｎｏ．３の比較例のものと試料
Ｎｏ．４及び試料Ｎｏ．８の実施例のものとについて行
ったところ、同様に外部磁場の印加によって変態が誘起
され、それに伴って若干の形状変化を示すことが確認で
きた。
【００２１】以上の結果により、試料Ｎｏ．４〜８の実
施例のものは、おおよそ逆変態終了温度Ａf 及びキュー
リー温度Ｔc が生活環境温度近傍にあり、外部磁場によ
ってマルテンサイト変態の逆変態を誘起させることで予
め受けた歪みの解放を起こさせる形状記憶効果を示すこ
とが判った。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明のＮｉＭｎＧ
ａ合金によれば、Ｎｉ2 ＭｎＧａ合金におけるＮｉ及び
Ｍｎの組成比を変えることにより、従来に無い新規な材
料としての特性，即ち、通常の生活環境温度近傍でマル
テンサイト変態に伴う逆変態終了温度及びキューリー温
度を所定の範囲で任意に変え得るようになると共に、外
部磁場を印加することによってマルテンサイト変態の逆
変態を誘起させて形状記憶効果を示すようになり、しか
も逆変態終了温度及びキューリー温度の相互の温度差が
近いため、例えば形状記憶合金等として通常の生活環境
下で様々な分野での利用が可能になる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 化学組成式Ｎｉ2+X Ｍｎ1-X Ｇａ（但
    し、０．１０≦Ｘ≦０．３０［モル］）で表わされるＮ
    ｉＭｎＧａ合金であって、マルテンサイト変態に伴う逆
    変態終了温度が−２０℃以上を示すことを特徴とするＮ
    ｉＭｎＧａ合金。
  2. 【請求項２】 請求項１記載のＮｉＭｎＧａ合金におい
    て、前記ＮｉＭｎＧａ合金は、前記逆変態終了温度を−
    ２０℃〜５０℃の範囲で任意に設定できると共に、キュ
    ーリー温度を６０℃〜８５℃の範囲で任意に設定できる
    ことを特徴とするＮｉＭｎＧａ合金。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のＮｉＭｎＧａ合金
    において、前記ＮｉＭｎＧａ合金は、外部磁場によって
    マルテンサイト変態の逆変態誘起に伴って形状が変化す
    ることを特徴とするＮｉＭｎＧａ合金。
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