4.［実験： 相変態］形状記憶合金の特性を調べる

加熱によって元の形状に戻る，形状を記憶する特性を調べよう

【用意するもの】

形状記憶合金(Ni-Ti) の線，ライター(着火器具)

【方法】

Ａ）形状記憶効果の確認】

NiTi線を変形させる

ライターで加熱すると元の形に戻る

Ｂ）形状を記憶させる

NiTi線を結んで，加熱する．

結び目を解いて，直線に戻す．

再度過熱すると，今度は変形する．

［解説］形状記憶効果と超弾性

形状記憶効果と変態

▶ 金属には，温度が変わると原子の並び方(結晶構造) の変わるものがあり，この結晶構造の変化を「変態」と呼ぶ．

▶ 変態の種類に「マルテンサイト変態」があり，原子が隣との連携を保ったままほんの少しだけ動く(剪断変形・無拡散変形) ．

▶ この変態では，高温(高温相：母相という) から低温(マルテンサイト相) に変態するとき，よく似た並び方の結晶(兄弟晶) ができる．

▶ 形状記憶合金をマルテンサイト相で変形すると兄弟晶の割合は変わるが，母相はどの兄弟晶も同じなので，加熱して母相になると元の形に戻ってしまう．これが形状記憶効果．合金に母相で力を加えると，「超弾性」がおこる．これにも変態が関係している．

形状記憶効果の模式図

超弾性の模式図