東北大學工學研究生院小川由紀子博士、須藤裕二副教授、安藤大輔助理教授和小池純一教授的研究小組成功開發出一種具有形狀記憶特性的鎂(Mg)合金。其比重約為傳統形狀記憶合金的1/3。 它於 7 月 22 日發表在美國科學雜誌《科學》上。
形狀記憶合金具有即使在一定溫度下變形也能恢復原狀的特性,變形後加熱到一定溫度後又能恢復原狀的特性。從眼鏡架等熟悉的物品到醫療產品,它被廣泛使用,近年來,它作為火箭和宇宙飛船的減振部件受到關注,據說如果降低成本可減少 1 萬日元減 100 公斤。
迄今為止,課題組已經表示,由鎂(Mg)加鈧(Sc)組成的Mg-Sc合金具有密排六方結構(hcp),這是常規鎂合金的晶體結構,並且體心立方結構 (bcc). 著眼於它也具有結構的事實,我們一直在研究利用其特性的鎂合金的高功能性。
在研究過程中,我們發現Mg-Sc合金與hcp晶體結構的常規Mg合金相比,具有優異的高強度和高延展性平衡,而這次bcc型Mg-Sc合金為馬氏體相變。發現引起相變並表現出形狀記憶特性。 已確認 Mg-20 at% Sc 合金在負 150 ˚C 的低溫下表現出 4% 或更高的超彈性應變。迄今為止,在各種合金體系中都發現了形狀記憶特性,但據說這是首次報導以鎂等輕質元素為主要成分的超輕質合金。
形狀記憶鎂合金,比傳統合金輕70%左右,具有優異的強度和延展性,可以在不損害強度的情況下減輕構件的重量,用於航空航天工業,特別是在低溫下。用作空間材料。此外,由於鎂具有生物降解性,預計可生物降解超彈性鎂支架等新型高性能支架將應用於醫療領域。
今後,計劃通過優化合金成分和該合金的生物相容性來評估操作溫度的升高以用於實際應用。