Netsu Sokutei, 28 (1), p. 2, (2001)

論文

形状記憶NiTi合金の熱弾性型マルテンサイト変態にともなう電気抵抗異常

Anomaly in Electrical Resistivity with Thermoelastic Martensitic Transformation of Shape Memory NiTi Alloy

等原子比近傍のNiTiの熱弾性型マルテンサイト変態を理解するために,電気抵抗測定を四端子電位差計法によって詳細に実施した。NiTiの相変態挙動はマルテンサイト変態開始温度(Ms)と相変態の繰り返しをともなう熱サイクルに依存する。高いMsのNiTiは一段変態を示し,そのMsは熱サイクル数の増加にともなって減少する。さらに不完全熱サイクル後にはMs付近に電気抵抗の増加が現れ,これはR相の形成に対応している。一方,低いMsのNiTiは二段変態を示す傾向があり,その抵抗のピークは完全熱サイクルによって増加してR相の温度領域が一層拡大する。高温相の電気抵抗は温度に対して非線型であり,このことは広い温度範囲にわたってマルテンサイト変態の前駆現象が広がっていることを意味している。熱サイクルにともなう相変態温度のシフトおよびR相が顕著になることは相変態誘起欠陥の累積に起因し得ると考えられる。
For a better understanding of the thermoelastic martensitic transformation in near equiatomic NiTi, the measurement of electrical resistivity is precisely performed by a four-probe potentiometric method. The transformation behavior of NiTi depends on the martensitic transformation start temperature (Ms) and thermal cycling with a repetition of transformation. The NiTi with a higher Ms shows a one-stage transformation, of which the Ms decreases with increasing the number of complete thermal cycles. Moreover, a resistivity hump appears in the vicinity of Ms after an incomplete thermal cycle, which correspond to the formation of the R-phase. On the other hand, The NiTi with a lower Ms has a tendency to show a two-stage transformation and its peak in resistivity is enhanced by complete thermal cycles to result in further enlargement of the temperature range of R-phase. The resistivity in the high-temperature phase is nonlinear to temperature, which imply that a pre-martensitic phenomenon extend over a wide range of temperature. The shift of the transformation temperature and the enhancement of the R-phase with increasing thermal cycling are taken to be attributable to the accumulation of transformation-induced defects.