# Fileset

[NRIMNews1985-06.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/e65c0a08-5e8d-46ec-ab45-624d74771452/download)

## Creator

越川 隆光

## Rights

In Copyright[In Copyright](http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/)

## Other metadata

[金材技研ニュース 1985 No.6](https://mdr.nims.go.jp/datasets/dbe19fc7-8fe0-4638-a550-2cb5782d2852)

## Fulltext

金属技研ニュース　1985　No.6七〇一．出Eoo一一〇⊂ωE0箏○コーooo－o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］○工←■・金属材料技術研究所チタン特集　その2チタン系形状記憶含金丈夫で力もち， しかも作動温度を正確に　材料の中には，構造材料などとしてのこれまでの働きのほかに，明確で特殊な機能を演じるものがある。これらは機能材料と呼ばれており，チタン（Ti）はこの分野でも活躍している。機能材料の代表的なものの一つとして，形状記憶合金があげられる。この合金は，高温で与えられた形を記憶し，これを低温で変形させても，高温に加熱すると瞬時に元の形に回復するという不思議な働きを有するものである。そして，その回復のさいに発生する力を用いて，宇宙船のアンテナ，パイプのジョイント，温室の窓の開閉から温度センサーまで種々の方面に利用されている。　実用化されている形状記憶合金として最も代表的なものは，Tiとニッケル（Ni）をほぽ同量含むTiNi合金である。この合金は，回復できる変形量および回復するときの力が大きく優れたものであるが，極めて僅かなN1量の差により，回復温度が著しく変化するので，溶解法で製造した場合，正確に形状回復温度を調節することが難しい。また，加工も難しいため製品化するまでに多くのプロセスを必要とする。　これらの問題点を解決するために当研究所では，TiとNiの粉末を正確な割合で混合したものを成型し，これを高温に加熱し，焼結しながら合金化して，直接，最終形状のTiNi合金を造る粉末冶金法について検討した。この方法を用いた場合，合金の組成を厳密に調整することが容易で，形状回復温度を正確に調節することができるが，材料内部に空隙が残るため強度が低下する。そこで焼結して合金化したものを高温で2000気圧以上の静水圧を加えること（HIP法）を試み，空隙の全くないものを得ることができた。　ところで形状記憶合金は，何回も繰返して形状回復させると次第に性能が低下する。この性能の低下は，材料の熱処理，変形量，変形温度および形状を回復させる温度によって’影響を受けるので，TiNi合金について，これらの条件を変えて試験を行い，使用目的に最も適した熱処理条件を決めるための研究を行っている。　TiNi合金をはじめとするほとんどの形状記憶合金の形状回復温度は10ぴC以下であるが，火災報知器などに応用する場合は，もっと高温であることが望ましい。当研究所では，モリブデン（Mo）10～15％，アルミニウム（Al）O～5％を含むTi合金は形状記憶現象を示し，Mo約12％の場合合金の形状回復温度は約200℃であることを見いだした。この系の含金では形状回復温度は高いが，形状回復のさいに発生する力がTiNi合金に比べ低いため，用途が限られる。そこで，形状回復温度が高く、しかも大きい力を発生できる合金の開発を進めている。1チタンを含む超電導合金加工性と超電導特性に優れたNbTi系合金を開発　Tiは，構造材料および機能材料として徴重な存在であることをこれまでに述べたが，趨電導材料の分野でも大いに滅力を発揮する。　趨電導とは，一250℃以下の極低湘．である種の金属の電気抵抗がゼロになる状態をいい，その状態の線材を用いれば電力のロスなく大電流を流すことができる。趨電導状態は臨界温度（TC），脇界磁界（Hc）および臨界電流密度（Jc）の3つの臨界値によって限定され，これらの値を越えない状態でのみ成立する。したがって，これらの値の高いものほど超電導特性が優れていると言える（金材技概ニュースエ982，No．4参照）。　40～70％のTiを含むNb（ニオブ）Ti含金は、現在，最も実用化が進んだ超篭導材料で，磁気浮上列球，粒子加速器，トカマク型核融含炉，NMR－CT（医療用断層診断装置）などに広く庵用されている。　Tiはそれ魯体，含金のHcおよびJcを高める効果があるが，熱処理により析脇するTiにとむ第2棚が，これらの値をさらに商める。また，この含金の大きな特長として冷閲加工性が良く，容易に線材や超電導マグネットが作製できることがあげられる。線材は，マトリックスとしての銅（Cu）の申にNbTi含金の芯が多数埋、めこまれた極細多芯型に加工される。この型の線材は，もし一都で趨電導状態が破れ電気祇抗が発生しても、マトリックスのCuが安定化材として働き，趨電導状態が直ちに回復する特長がある。また，Jcの値は加工量が増し，含金中に格子欠脇が多くなると！高くなるが，Cuを被覆した極細多芯型の場含，裸のままのNbT1含金よI）はるかに強加工を施すことができ，直径IOμm以下のフィラメントを1万本も含む極綱多芯線を，冷間加工で作製することが可能である。　NbTi含金の特長は，加工性が良いことのほか，線材に応力や歪が加わったり，申性予照射を受けた場含にも趨電導特性が安定していること，絶縁法が簡単であることなどもあげられる。しかしながら，これまでの合金では，Nも3SnおよびV3Gaなどの金属間化含物に比ぺて趨電導特性が劣るため，高磁界で流し得る趨電導電流値が低いという弱一板をもっている。　そこで当研究所では，この使い易いNbTi含金の特性を改善して，化含物材料との性能のギャップを埋めるための研究を行っている。この合金の性能を高める方法として次の3通りが考えられる。その1は，冷閥加工、鐙を増すことであり，その2は，質量の大きい元素を添加することである。また，その3は，使用溢度を，適常の液体ヘリウム漁度（4．2K）から趨流動へりウム温度域（2K）まで’’1ぐげることである。曇川＝究所では、従米は冷1舳1工後の熱処理で終っていた線材の裟造’ノゴ法に改善を加え，熱処理を施した後，さらに倣加工を施す方法をとった。また，加工例1を偵わない範囲で重いタンタル（Ta）やハフニウム（Hf）を添加し，HCを商めることも試みた。このようにして闘発したNbT1系含金線は図に示したように，1．8K（一27王．2℃）においてNb3Snに匹敵する剤1籔弊特例1を発樺した。これらの線材のうちNb－TトHf含金線は実用化され，わが国の大学の研究施設における趨電導マグネットに使用されている。　　　　　㌧　　　1。跳4．2匡　　　・べ＼三燃総ト　　　　　　＼巾烹11淋；1．5虞10o一O，5卜刮Sn　㍑．2討コ　　8　　　　9　　　　iO　　　　1l　　　　12　　　　13　　　　14　　　　15　　　　16　　　　　　　　艘界の倣さ｛テスラ〕図赦良されたNbTi系の含金線材の商磁界傍能スポヅトニュースコバルトーニッケル系金属薄膜磁気ディスクの製造技術　　委託開発課題に選定される　当研究所で開発した上記技術が新技術開発事業団の委託研究課題に選定された。　本製造法は，まずアルゴンと窒素（N）の泄合ガス中で，スパッタ法により13～16副t％のNを含むアモルファス（非晶質）状のコバルトーニッケル系金属薄膜を，基板上に形成させる。その後，真空中30ポC付近で熱処理を行うことにより，結晶の向きが磁気記録媒体として最適な方向になるように結晶化させるものである。　本金属薄膜は，アルミニウム基板を用いた5インチ程度のハード磁気ディスクに構成される。このディスクは従未の鉄酸化物を塗布したものに比べ，保磁力，磁束密度ともに高く，5倍も多い情報が記録できる。そのため，ミニコン，ワープロなどの補助記億装置として広く普及するものと期待される。　　　（極低温材料研究グループ）耐熱合金の一方向再結晶装置を試作　セラミック微粒子の分散と，」方向に長く伸びた結晶組織を併用した耐熱合金は，高温の機械的性質が著しく向上する。しかし通常の」方向凝固法を用いた場合，セラミック粒子が偏在してしまうため良い合金は得られない。　そこで微粒子を均一に分散させた合金を，再結晶により一方向に結晶粒成長させる方法がとられる。　当研究所では，このための一方向再結晶装置を試作した。本装置にはリング状の，高周波による加熱帯と銅ジャケットによる冷却帯が重なって存在し，その中を丸棒試験片を回転させながら通すことにより、最大400℃／cmの温度勾配を与え，一方向再結晶組織にするものである。　本装置を用いて，酸化イットリウム微粒子を含み，一方向再結晶組織をもつニッケル基耐熱合金の研究を行っている。　　　　　　（粒体技術研究部）任意形状をもつタングステン巨大単結晶の製造法を開発　タングステン（W）は高温材料として優れた性質をもち，核融含炉，高出カレーザーの反射板などの材料として有望視されている。しかし常温で脆いために実用化をはばまれており，その主な原因は結晶粒界が脆いことである。粒界のない単結晶にすれば，この欠点は大111扇に低減することができる。　当研究所では，脆くない巨大なW単結晶を安価に製造できる方法を開発した。この方法によれば，板材，枠材，パイプ材のみならず，穴あけ，曲げなどの加工を施した任意の形の加工材も容易に単結晶化することができる。　W粉末に微量のカルシウムおよびマグネシウムの酸化物を加え，成形したのち，2300℃以上の高温に加熱すると，酸化物分散相の働きによって結晶粒の異常成長が生じ単結晶化する。安価な直接通電加熱も適用できる。　　　　　　（機能材料研究部）　　地熱水からリチウムの　　抽出に成功　天然リチウム（Li）中に約7．4％含まれる質量数6の■」チウム（6Li）は，核融合炉の燃料となるトリチウムをつくるのに不可欠な物質であつ，将来のエネルギー政策にとって6Liの確保が重要な課題になっている。　当研究所では，Liを国内で得るための研究を進めておつ，このたび北海道で地熱発電に使用された熱水から，Liを抽出することに成功した。すなわち，熱水中のシリカを除去し，液のpHと温度を調節した後，金属アルミニウムを接触させると，その表面の腐食生成物に比較的短時間でLiが吸着される。これから簡単な操作で純度約80％の糊、塩化リチウムが得られたので通常の生産工程の精製操作で純度90％以上とするのは容易と思われる。なお，得られたLi中の6Li含有量は7．45％であった。試算によればこの地熱水から年間約200tの天然Liを抽出することが可能である。　　　　　　（腐食防食研究部）字宙での合金製造にニュー　・アイデア　融けた金属は凝固するさい，収縮するが，無重力下の宇宙では，そこに溶融金属が補充されないため，空洞が発生する。これを抑制するためには，凝固時に圧力をかける必要がある。しかし溶湯を入れた容器とシリンダとの摩擦，および両者の間からの溶湯の洩れの問題があった。当研究所では，写真に示す装置により，溶湯よつ粘性の高いガラスをシール材として用いれば，これらの間題は解決され，空洞のない材料の得られることを明らかにした。　　（科学技術振興調整費研究）8◎㈹〔特許出願速報〕出願目 出願番号 発明　の名　称 出願目 出願番号 発明　の名　称59．9．13 59－190523 高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金 59．12．1l 59－260031 黒鉛粒子分散耐摩耗性鋳鉄及びその製造法f59．9．13 59－190524 高温比強度の高い超塑性加工用チタン合金 59．12．1l 59－260032 A－15哲■蝿電導化合物の製造法59．9．17 59－I92591 超塑性鍛造用Ni基合金及びその製造方法 60．1．30 60－14406 圃溶半導体レーザ用材料59．9．17 59－192592 極低温における動的材料試験装置 60．1．30 60－14407 固溶半導体レーザ用材料59．9．1毛 59－193978 超塑性鍛造用Ni基合金及びその製造法 60．2．25 60－34571 炭素鋼とアルミナとの固相接合法59．9．18 59－193979 繊維分散型A1基超電導線材及びその製造法 60．2．25 60－34572 MoBN膜の表面に窒化ボロンを析出させた59．10．16 59－215236 磁気冷凍作業物質 金属・セラミック積屑材料の製造方法59．lO．16 59－215237 混合超微粉の製造法 60．2．28 60－37474 Nb3S。拡散線材の製造法59．11．7 59－233345 希士類ガーネット単結晶体及びその製造方法 60．3I7 60－43673 銅基形状記憶合金の製造方法59．l1．7 59－233346 グラファイトと高融点金属との接合材料の 60．3．ユ2 60－47468 極低淵用非磁性鋼製造方法 60．3．19 60－53437 鉄鋼材料と炭化チタンの接合方法59．l1．7 59－233347 磁性流体の新磁性流体への転換改善方法 60．3．19 60－53438 耐応力腐食害1」れ性を改良した複合オーステ59．11．13 59－238742 磁性記録媒休膜の製造万法 ナイトステンレス鋼（日立金属㈱との共同出願） 60．3．19 60－53439 金属問化合物TiA1基合金の成型法59．11．2I 59－244599 Nb3Sn繊維分散型化含物超電導線材の製遣法 60．3．29 60－63342 金属間化合物TiA1基合金の製造法◆短　信◆●受　賞　紫綬褒章所長　中jl1龍一は「・連続製鋼技術の開発」により昭和60年4月29日，章を受けた。科学技術庁長官表彰（業続表彰）　下記の者は以下の業績に対し，昭和60年5月19日（科学技術庁創立記念日）に表彰を受けた。科学研究官　金尾正雄は，強力鋼の強度，靱性及び環境強度に関する研究に従事し，破壊機構等の解明と，評価技術の開発を行い，材料の信煩性向上に関する学術，技術の発展に貢献した。クリープ言式験部　田中千秋は，高温用鋼の応カリラクセーション挙動に関する研究に従事し，長時問再負荷挙動などを初めて解明して高温構造物の安全性信頼性の向上確立に貢献した。極低温機器材料研究グループ　和田　仁は，超電導の研究開発に従事し，高性能の合金及び化合物線材を開発することにより，核融合炉をはじめとする超電導応用技術の発展に貢献した。管理部技術課　山内　功は，金属材料の試験・研究に必要な電気機器の製作に従事し，携帯式交流磁界測定器を考案して，小型軽量化と微小領域の磁界測定法の改善に貢献した。●海外出張清水義彦　腐食防食研究部第2研究室長　「サリー蒸気発生器研究に関する技術顧問会議」へ出席のため昭和60年5月5日から昭和60年5月11日までアメリカ合衆国へ出張した。●“好評だった「中学生のための金属教室」’’　科学技術週間行事の一環として，地域の中学生など約110名の参加を得て，「中学生のための金属教室」が本所（目黒）で4月20日吐）盛況のうちに行われた。　　　　　　　　通巻　第318号編集兼発行人　　　越川隆光印　刷株式会社三興印刷　　　　　　東京都新宿区信濃町12　　　　　　電話　東京（03〕359－3841（代表）’発行所科学技術庁金属材料技術研究所東京都目黒区中目黒2丁目3番12号電話　東京（03〕719－2271（代表〕郵便番号　153