臺大工學院簡訊

 

本研究發現Ti₄₀Zr₁₀Ni₄₀Co₅Cu₅ 多元合金為一種應變玻璃(strain glass)合金。此合金即使降溫至15 K也不產生熱誘發麻田散體相變態，且依然維持其母相之B2 結構。 本研究利用動態機械 (dynamic mechanical)分析發現其彈性模數(elastic modulus)與損耗因數(tan δ)具有與施加頻率相關的特性，且求得其理想冷凍溫度(ideal freezing temperature)為216.1 K. 本研究發現透過添加大量合金元素至TiNi形狀記憶合金中可形成具應力誘發B19’的Ti₄₀Zr₁₀Ni₄₀Co₅Cu₅應變玻璃，其於 233 K測試時具有4.4 %的可回復應變量，且具有14.8 K的彈熱冷卻效應(elastocaloric cooling)，可作為優良的低溫固態冷媒材料。本研究利用直接影像關係法(direct image correlation, DIC)以及紅外線影像(IR image)觀察材料之應變場分布以及材料的冷卻降溫分布，深入探討材料之變形行為，並發現透過添加大量合金元素至TiNi合金為有效且新興之應變玻璃設計方法。（陳志軒教授提供 chchen23@ntu.edu.tw）

 

圖1 Ti₄₀Zr₁₀Ni₄₀Co₅Cu₅合金壓縮至4.5 % 並卸載之應變場分布。

 

 

 

圖2 Ti₄₀Zr₁₀Ni₄₀Co₅Cu₅合金自4.5 %應變卸載後之溫度變化及分布過程(彈熱效應)。