JPS58104742A - 複合材料 - Google Patents
複合材料Info
- Publication number
- JPS58104742A JPS58104742A JP56204683A JP20468381A JPS58104742A JP S58104742 A JPS58104742 A JP S58104742A JP 56204683 A JP56204683 A JP 56204683A JP 20468381 A JP20468381 A JP 20468381A JP S58104742 A JPS58104742 A JP S58104742A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thermal expansion
- shape memory
- memory alloy
- alloy material
- temperature
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱膨張を極度に低下せしめた材料に関する。
温度上昇に応じて物体体積が膨張する熱膨張は、固体・
液体に係わらず共通の現象である。この熱膨張現象は、
例えば工作機械では工作機械自体あるいは工作物自身の
熱的変形にょシ加工精度の低Ｆを発生せしめると旨う障
害になるものである。
液体に係わらず共通の現象である。この熱膨張現象は、
例えば工作機械では工作機械自体あるいは工作物自身の
熱的変形にょシ加工精度の低Ｆを発生せしめると旨う障
害になるものである。
その他身近な例として鉄道レールの太陽熱にょる変形、
柱時計の時間の狂い等も熱膨張現象が起こす障害である
。
柱時計の時間の狂い等も熱膨張現象が起こす障害である
。
このように熱膨張現象は様々な問題を引き起こす原因と
なるものであるから、その補正は重要な問題である。し
かし、熱膨張現象は物体固有の現た。
なるものであるから、その補正は重要な問題である。し
かし、熱膨張現象は物体固有の現た。
本発明はこの点に鑑みなされたものであシ、熱膨張を極
めて減少させた物体、もしくは実質的に略熱膨張零の物
体を実現することを目的とする。
めて減少させた物体、もしくは実質的に略熱膨張零の物
体を実現することを目的とする。
以下本発明に係わる複合材料の一実施例について図面を
用いて詳細に説明する。
用いて詳細に説明する。
第１図は本発明に係わる複合材料の一実施例の外観斜視
図である。１は温度上昇によって収縮する形状記憶合金
材料、２は温度上昇によって膨張する熱膨張材料である
。形状記憶合金材料１と熱膨張材料２は互いに固着され
てガリ、熱膨張材料２の熱膨張と形状記憶合金材料１の
熱収縮とが互ない。
図である。１は温度上昇によって収縮する形状記憶合金
材料、２は温度上昇によって膨張する熱膨張材料である
。形状記憶合金材料１と熱膨張材料２は互いに固着され
てガリ、熱膨張材料２の熱膨張と形状記憶合金材料１の
熱収縮とが互ない。
次に形状記憶合金の特性について説明する。第２図は形
状記憶合金の応力と歪の関係を表わすグラフ図である。
状記憶合金の応力と歪の関係を表わすグラフ図である。
ｔｌ 〜ｔ４はマルテンサイト逆変態温度よシ高い所定
温度である。形状記憶合金はマルテンサイト逆変態温度
以上の温度ｔ１での応力σ、の付与によって応力誘起マ
ルテンサイトを生じ、この応力σ、のもとて数％〜１０
数％の大歪に耐える。しかし更に加熱されるとマルテン
サイト逆変態を始めその加熱温度が十分高い値ｔであれ
ばマルテンサイト逆変態を終了して母相に戻る。この時
この合金に生ずる応力σけ上記応力σ１より遥かに大き
く、上記σとσ、の差は上記温度ｔとｔｌの差に比例す
る。
温度である。形状記憶合金はマルテンサイト逆変態温度
以上の温度ｔ１での応力σ、の付与によって応力誘起マ
ルテンサイトを生じ、この応力σ、のもとて数％〜１０
数％の大歪に耐える。しかし更に加熱されるとマルテン
サイト逆変態を始めその加熱温度が十分高い値ｔであれ
ばマルテンサイト逆変態を終了して母相に戻る。この時
この合金に生ずる応力σけ上記応力σ１より遥かに大き
く、上記σとσ、の差は上記温度ｔとｔｌの差に比例す
る。
以上の性質を備える形状記憶合金材料が組み込まれる第
１図に示した複合材料は熱的な膨張を略零にすることが
可能である。以下にその条件について説明する。但し熱
膨張方向を上下方向とする。
１図に示した複合材料は熱的な膨張を略零にすることが
可能である。以下にその条件について説明する。但し熱
膨張方向を上下方向とする。
複合材料方体の横断面積をＡ（１、形状記憶合金材料１
の占有横断面積をＡｌ、熱膨張材料２の占有横断面積を
Ａ２とすると Ａ。−Ａ１＋Ａ２形状記憶合金材料１は
前述した様に温度ｔｄでの発生応力σｄと温度ｔ１での
発生応力σ１ との差はその温度ｔｄと温度ｔ１との差
に比例する。
の占有横断面積をＡｌ、熱膨張材料２の占有横断面積を
Ａ２とすると Ａ。−Ａ１＋Ａ２形状記憶合金材料１は
前述した様に温度ｔｄでの発生応力σｄと温度ｔ１での
発生応力σ１ との差はその温度ｔｄと温度ｔ１との差
に比例する。
σｄ−０１−にσ（ｔｄ−ｔｌ） ・・・（２）第１
図において、温度ｔ１における複合材料の上下方向の長
さを１゜、熱膨張材料２０線膨張率をαｔとすれば、上
記形状記憶合金材料１が無ければ、温度ｔｄで次式で示
される長さＩ、に膨張する。
図において、温度ｔ１における複合材料の上下方向の長
さを１゜、熱膨張材料２０線膨張率をαｔとすれば、上
記形状記憶合金材料１が無ければ、温度ｔｄで次式で示
される長さＩ、に膨張する。
１２−１ｏ （１＋αｔ（ｔｄ−ｔｌ））・・・（３
）この長さ１．の材料２を元の長さｌｏに縮めるに必要
な力ｆは、この材料２のヤング率をＥＪ とすれば、 通常１〉α１（ｔｄ−ｔｓ） であるから第４式はｆ
：Ａ４ ＠ Ｅ２ ・”ｔ（ｔ（１−ｔｔ） ・
・・（５） とな石。
）この長さ１．の材料２を元の長さｌｏに縮めるに必要
な力ｆは、この材料２のヤング率をＥＪ とすれば、 通常１〉α１（ｔｄ−ｔｓ） であるから第４式はｆ
：Ａ４ ＠ Ｅ２ ・”ｔ（ｔ（１−ｔｔ） ・
・・（５） とな石。
上記形状記憶合金材料１／／′ｉ複合材料形成時に若干
引張った（σ、）状態にて複合される。即ち第２図のプ
ラト一部の歪状態である。従って温度ｔｄになった時上
記形状記憶合金材料ｌは第２式のσｄ−σ□に相当する
応力で形状回復即ち収縮する。この収縮力ｆ′は次式で
示される。
引張った（σ、）状態にて複合される。即ち第２図のプ
ラト一部の歪状態である。従って温度ｔｄになった時上
記形状記憶合金材料ｌは第２式のσｄ−σ□に相当する
応力で形状回復即ち収縮する。この収縮力ｆ′は次式で
示される。
ｆ′＝ＡＩ ・ｋσ・（ｔｄ−ｔｌ）・・・ ｃ６）第
５式と＠６式のｆとｆ′が等しければ膨張する力と収縮
するカが等しくなシ複合材料は温度変化に係わらず長さ
の変化を示さない。ｆ＝、？、、’の為には、Ａ２ ・
Ｅ２ ・αｔ・（ｔｄ−ｔ□）−Ａ１ ・ｋσ・（ｔ（
１−ｔ、 ）が成立すればよい。即ちＡ、 ＝ Ａｔ
” Ｅｌ °（ｌｔ。
５式と＠６式のｆとｆ′が等しければ膨張する力と収縮
するカが等しくなシ複合材料は温度変化に係わらず長さ
の変化を示さない。ｆ＝、？、、’の為には、Ａ２ ・
Ｅ２ ・αｔ・（ｔｄ−ｔ□）−Ａ１ ・ｋσ・（ｔ（
１−ｔ、 ）が成立すればよい。即ちＡ、 ＝ Ａｔ
” Ｅｌ °（ｌｔ。
０ ・・（７）であればよく、
即ち第８式の様にＡ１とＡ、を決めれば複合材料は長さ
の熱による変化をしない。
の熱による変化をしない。
以上の実施例は角柱形状の複合材料を示したがの実施例
に限らず、円柱形状（一方が円柱、他方が包み込む円筒
）、又はプラスチック中に形状記憶材料を含有して成形
したものでもよい。
に限らず、円柱形状（一方が円柱、他方が包み込む円筒
）、又はプラスチック中に形状記憶材料を含有して成形
したものでもよい。
以上説明した本発明によれば熱の変動に帰因する膨張現
象の極めて少ない材料が得られ、工作機械の材料等の多
くの機械・器具の材料への適用が可能なものである。
象の極めて少ない材料が得られ、工作機械の材料等の多
くの機械・器具の材料への適用が可能なものである。
第１図は本発明に係わる複合材料の一実施例の外観斜視
図、第２図は形状記憶合金の特性グラフ図を示す。 図中、１：形状記憶合金材料 ２：熱令膨張材料 代理人 弁理士 福 士 愛 彦
図、第２図は形状記憶合金の特性グラフ図を示す。 図中、１：形状記憶合金材料 ２：熱令膨張材料 代理人 弁理士 福 士 愛 彦
Claims (1)
- １、温度上昇によって膨張する熱膨張材料と温度上昇に
よって収縮する形状記憶合金材料とが互いに固着されて
なシ、前記熱膨張材料の熱膨張と前記形状記憶合金材料
の熱収縮とが互いに相殺されるように前記膨張材料の熱
膨張力と前記形状記憶合金材料の熱収縮力とか設定され
ることを特徴とする複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56204683A JPS58104742A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | 複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56204683A JPS58104742A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | 複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104742A true JPS58104742A (ja) | 1983-06-22 |
Family
ID=16494570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56204683A Pending JPS58104742A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | 複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104742A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009006521A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 膜積層基板および液晶パネル用対向基板および液晶パネル |
-
1981
- 1981-12-17 JP JP56204683A patent/JPS58104742A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009006521A (ja) * | 2007-06-26 | 2009-01-15 | Ricoh Opt Ind Co Ltd | 膜積層基板および液晶パネル用対向基板および液晶パネル |
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