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分析事例

DSCによる形状記憶合金の変態点測定

形状記憶合金は、ある温度(変態点)以下で変形しても、その温度以上に加熱すると、元の形状に回復する性質(超弾性)を持つ合金であり、機械工学や医療分野などで活用されています。
形状記憶合金は変態点で結晶構造が変化し、その際に発熱および吸熱が起きますので、DSCで測定し、発熱および吸熱ピークを解析することで、形状記憶合金の変態点が分かります。
ここではDSCによるNi-Ti系形状記憶合金の変態点測定の事例を紹介します。

原 理

秤量した試料を窒素雰囲気下で変態点予想値より30℃以上の温度まで加熱します。その後一定速度で冷却すると、試料が変態する温度で発熱反応がみられます。発熱反応が終了し、更に30℃以下の温度まで冷却し再び一定速度で加熱すると、試料が変態する温度で吸熱反応がみられます。
冷却過程における発熱反応の開始温度を変態開始温度(Ms点)、加熱過程における吸熱反応の終了温度を変態終了温度(Af点)とします。

分析事例

直径が異なる(φ6,8,10,12mm)形状記憶合金4点についてDSC測定を行い、それぞれの変態開始温度(Ms点)および変態終了温度(Af点)を求めました。測定チャートの例を図1に、測定結果を表1に示します。

図1 DSC測定チャート
図1 DSC測定チャート

表1 形状記憶合金の変態温度測定結果

(単位:℃)

分析試料試料直径変態開始温度(Ms点)変態開終了度(Af点)
サンプルA6mm26.830.0
サンプルB8mm27.630.8
サンプルC10mm28.431.1
サンプルD12mm28.531.6
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