在約400℃的溫度變化下仍能展現超彈性特性之輕量形狀記憶合金

 

刊登日期:2025/4/11
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日本東北大學與日本原子力研究開發機構、J-PARC Center、捷克科學院(CAS)等共同開發了一項輕量、高強度之新型形狀記憶合金,且在極低溫-269℃到127℃的高溫範圍內,擁有優異的超彈性特性。
 
此次研究團隊開發了以輕量元素的鈦與鋁為主要成分,並少量添加鉻的輕量形狀記憶合金(Ti-Al-Cr)。新開發的鈦-鋁基合金在室溫下的比重為4.36,約為Ni-Ti實用合金的70%,同時擁有800 MPa以上的高強度,且合金的超彈性變形能夠實現超過7%的最大恢復應變。
 
這種大範圍的形狀回復功能在-269℃(氦的沸點)到127℃的寬廣溫度範圍內均能發揮,超彈性動作溫度範圍達約400℃。藉此新合金不僅可以在地球的溫度範圍內使用,亦可望應用於月球、火星等極端環境的溫度範圍,為太空探索提供了極具潛力的材料選擇。
 
由於新合金是以鈦合金製成,具有優異的耐腐蝕性,故可望應用於宇宙開發領域。另因合金在極低溫下仍能發揮超彈性特性,適用於液態氫溫度(-253℃)的環境,在氣體儲存、密封材料等領域具有應用潛力。
 
此外,從彈性率與生物安全性的觀點而言,活用新合金的超彈性將能適用於骨板等生物醫學材料用途。由於是由相對低價格的元素構成,並具有優異的熱加工性能,故可因應加工或熱處理等材料組織的精確控制,且在未來進一步實現工業化量產。

資料來源: https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2025/02/press20250227-04-alloy.html
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