日本東北大學研究生院工學研究科金屬前沿工學專業的助教大森俊洋和教授貝沼亮介的研究小組發現了一種“異常晶粒生長現象”:在不到900℃的溫度區域對銅(Cu)基形狀記憶合金實施冷卻和加熱循環處理時,晶粒生長速度會顯著加快(見圖)。利用這種現象,便可將銅基形狀記憶合金的用途從以前僅限于截面尺寸(棒材為直徑,板材為厚度)約為1mm以下的產品擴大至截面尺寸為數cm的產品。
形狀記憶合金具有超彈性及形狀記憶特性,廣泛用于醫療器械及家電產品等的部件。該研究小組曾開發出一種比普通鈦鎳(Ti-Ni)基形狀記憶合金更容易制造的新型銅基形狀記憶合金—銅鋁錳(Cu-Al-Mn)形狀記憶合金。2011年3月,利用其超彈性特性的指甲矯正器被投放到市場。
該研究小組開發的銅鋁錳形狀記憶合金具有晶粒尺寸相對于部件尺寸越大、超彈性就越好的特性。不過,通常的晶粒生長法在加大晶粒方面存在極限,因此,以前這種形狀記憶合金只能被用于截面尺寸約為1mm以下的產品。
利用此次發現的異常晶粒生長現象,只需對成型后的部件實施相應的熱處理,即可獲得粒徑為數cm的大晶粒。因此,這種方法也適用于大量生產。(記者:池松 由香,《日經制造》)
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