質問: ニッケルチタン合金のように、変形させても所定の温度まで加熱することで元の形に戻る合金のことを何というでしょう?
回答: 形状記憶合金

タイトル: ニッケル
ニッケル36 %、鉄64 %の合金を「インバー」、ニッケル36 %、鉄52 %、クロム12 %の合金を「エリンバー」と呼ぶ。インバー合金は熱膨張率が非常に小さく、エリンバー合金は温度による弾性率の変化が非常に小さいという特徴があり、機械式時計の発条などの精密機械に用いられている。ニッケルベースの合金である各種のインコネルは、その耐熱性からタービン用コンプレッサの材料などに用いられる。チタンとニッケルの1:1の合金はもっとも一般的な形状記憶合金となる。ニッケルは不飽和炭素結合に対する水素付加の不均一系触媒としてラネー合金などに加工され工業的に用いられる。水酸化ニッケルはニッケル・水素蓄電池やニッケル・カドミウム蓄電池などの二次電池の正極に使われる。水素を取り込む性質を利用し、水素貯蔵合金のAB5型、Mg型。近年では電気自動車の電池にも使われる。

タイトル: 形状記憶合金
似たような温度による変形という性質を持つものではバイメタルがあるが、こちらは熱による膨張率の異なる金属同士を張り合わせた素材で、必ずしも合金ではなく、またあらかじめ設定した形状に変形するのではなく、膨張率の差から設計された所定の範囲内で反りが発生するという点で異なる。形状記憶合金は金属結晶構造の10%以内の曲がり(歪み)に対して、所定の温度を加えると弾性を発揮、元の形状に戻ろうとする性質を発揮する。ただし金属結晶構造が変わってしまうほどの極端な変形、または結晶構造が崩れるほどの高温を加えると、この弾性が損なわれ可塑性により、その時の形状が「記憶」されてしまう。この場合の記憶は一般に言う所の「情報の保持」とはやや異なるが、金属の結晶構造が原型という情報を保持しているという点で、一種の記憶媒体でもあるといえよう。

タイトル: 形状記憶合金
形状記憶合金(けいじょうきおくごうきん、英: Shape memory alloy, SMA)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を持った合金で、この性質を形状記憶効果(SME)という。

タイトル: 形状記憶合金
形状記憶合金は、変態点以上の温度では、変形を受けてもすぐさま元の形状を回復する性質を持ち、この変形範囲(→弾性)は鋼などを使う通常のばね等に比べてはるかに広い。この性質を超弾性という。このため、特に変態点が常温以下の合金のことを指して、超弾性合金と呼ぶ場合がある。この合金は、チタンとニッケルの合金(ニッケルチタン)が一般的であるが、その他にも鉄-マンガン-ケイ素合金(→鉄系形状記憶合金)など、様々な素材で作られている。組成を変更することで任意の温度以上になった場合に、あらかじめ設定した形状に変形する性質(マルテンサイト変態)から、様々な分野での応用がみられる。このような合金の性質が確認されたのは1951年のことで、1970年代頃から利用が研究され始めた。しかし実用化が始まったのは1980年代に入ってからのことで、以後機械工学分野から医療分野にまで応用されている。

タイトル: コランダム
トン単位のアルミナを融かしてから冷やし、多結晶の白いアルミナの塊を作る。ボーキサイトを精製して作ったバイヤーアルミナを使わず、ボーキサイトをコークスおよび鉄屑とともにアーク炉で融解し、ボーキサイト中のシリカ、酸化鉄、二酸化チタンをいくぶん還元し、冷却凝固させた褐色の塊である。原料に鉄屑を加えるのは、いくぶんの還元により生成する鉄-ケイ素合金の密度を上げて沈みやすくし、また、強磁性の組成にして、後の工程で磁力選別を可能にするためである。白色溶融アルミナよりもアルミナ分は低く、黒褐色、不透明である。

タイトル: 酸化チタン
酸化チタン(さんか-)

タイトル: チクソモールディング
比較的、樹脂の射出成形に製造法が似ていることもあり、従来樹脂の射出成形を行っていた企業が、この成形法を手がけるようになることが多い。ただし、マグネシウムの有力な原産地のひとつが、中華人民共和国(中国)であることもあって、日本より中国で、より盛んに行われている。成形温度は樹脂の場合よりもかなり高めで、おおむねノズル部分で650 °Cである。 ノズル部分の加熱にはノズルヒーター、ホッパーからノズルまでの胴体部はバンドヒーターと呼ばれる電気ヒーターで加熱されることが多い。 これは、樹脂用射出成形機の場合と同じであるが、加熱温度やワット密度が樹脂の場合に比べて高いため、特殊なヒーターが使用される。材料は、インゴットを5mm程度のチップに加工した物を成形機のホッパに入れ、ホッパとフィーダにArガスを一定量流す必要がある。これは、材料チップの粉じんが爆発するのを防止するためである。

タイトル: 固体
このような用途では鉄とアルミニウムが最もよく使われており、これらは地殻に最も豊富に存在する金属と言える。一般に合金の形で使うことが多く、鋼には最大2.1 %の炭素が含まれていて、それによって純粋な鉄よりも硬さが増している代表例が工具鋼である。金属は電気の良導体でもあるため、電気器具にもよく使われており、電力の長距離伝送にも金属が欠かせない。送電網には金属でできた電線が必須となっている。電気伝導率が高く加工が容易であることから、屋内配線などには銅がよく使われている。また金属の熱伝導率の高さから、調理で火にかける容器の多くは金属製になっている。金属元素や合金の研究は、固体化学/物理学、材料科学/工学といった学問分野の大きな部分を占めている。金属の固体は非局在化した電子を共有する「金属結合」でその形を保持している。金属の原子はその最も外側の電子が自由電子となって離れ、陽イオンになっている。

タイトル: モット絶縁体
モット絶縁体の例として ReNiO3 が挙げられる。ここで Re には希土類元素が入る。ReNiO3 はペロブスカイト構造をとる遷移金属酸化物である。低温では価電子が Ni サイトに局在している。しかし温度が上昇すると Re のイオン半径が増加するため、結晶構造に歪みが生じる。これにより、Ni サイトに局在していた電子が波動性を回復して結晶全体に広がり、金属に転移する。Re が Pr(プラセオジム)または Nd(ネオジム)の場合、低温の絶縁体相は同時に反強磁性を示す。二硫化タンタルTaS2は絶縁体であるが、走査型トンネル顕微鏡を駆使して、モット絶縁体である旨が確認された。二硫化タンタルでは、原子配列構造の一周期に13という奇数個の電子が含まれている。

タイトル: チタン
化合物中の原子価は+4価がもっとも安定であり、+2価および+3価のものも存在するが酸化されやすい。

タイトル: 乾式製錬
溶融製錬(略して、溶錬ともいう)では、少なくとも一つの融体相中で熱を加えて目的の反応を行わせる。金属酸化物はコークスや木炭といった炭素を加えて加熱することにより、溶錬される。炭素が還元剤となり、金属酸化物から酸素を取り除き二酸化炭素とするつことで、粗金属が残される。現在心配されることとしては、温室効果ガスである二酸化炭素ガスが発生されることのみである。炭酸鉱は木炭で溶錬されるが、事前に煆焼が必要な場合もある。その他の物質を溶剤(フラックス)として加える必要がある場合もある。溶剤は酸化鉱の融解と、不純物と反応することによるスラグの生成を助ける。溶剤としては、ケイ素化合物等が利用される。溶錬は金属の融点を超えた温度で行われるのが普通であるが、鉱石とその他の装入物により、プロセスは様々である。

タイトル: 鉄
現在においても工業生産されている金属の大半は鉄鋼であり、鉄を含まない金属は非鉄金属と呼ばれる。鉄は、炭素をはじめとする合金元素を添加することで鋼となり、炭素量や焼入れなどを行うことで硬度を調節できる、きわめて使い勝手のいい素材となる。鋼は古くから刃物の素材として使われ、ほとんどの機械は鉄鋼をおもな素材とする。さらに鉄鋼は、鉄道レールの素材となるほか、鉄筋や鉄骨、鋼矢板などとして建築物や土木構築物の構造用部材に使われ大量に消費されている。鉄に炭素とさまざまな微量金属を加えることで、多様な優れた特性を持つ合金鋼が生み出される。鉄とクロム・ニッケルの合金であるステンレス鋼は腐食しにくく強度が高く、なおかつ見た目に美しく比較的安価な合金として知られる。

タイトル: 鋼
鋼(はがね、こう、釼は異体字、英: steel)とは、炭素を400ppmから2パーセント程度含む鉄の合金。鋼鉄(こうてつ)とも呼ばれる。炭素のみを加えた炭素鋼と、ニッケル・クロムなどを加えた特殊鋼(合金鋼)の2種が存在する。純粋な鉄に比べ強靭で加工性に優れ、鉄の利用の大部分は鋼によって占められているため、鉄と鋼を合わせ鉄鋼(てっこう)とも呼ばれる。資源量が豊富で精錬しやすく、強靱であり加工もしやすい上に安価であるため世界中で広く利用され、産業上重要な位置を占める。このため生産量も非常に多く、世界の金属材料生産量の約95%は鋼となっている。

タイトル: タンタル
あるいは、ニオブ除去後のH2[TaF7] の溶液を加水分解する代わりに、フッ化カリウムで処理してヘプタフルオロタンタル(V)酸カリウム(英語版)(フッ化タンタル酸カリウム)を得ることもできる。H2[TaF7] と異なりカリウム塩は容易に結晶化し、固体として取り扱うことができる。マリニャック法と呼ばれる古い手段では、H2[TaF7] と H2[NbOF5] の混合物を K2[TaF7] と K2[NbOF5] の混合物に変化させ、これを水への溶解度の差を利用する分別晶析法により分離していた。精錬によって得られたフッ化タンタル酸カリウムあるいは五酸化タンタルは、その後フッ化タンタル酸カリウムのナトリウム還元あるいは五酸化タンタルの溶融塩電解、炭素還元、フッ化物・塩化物・酸化物などの水素還元といった方法で金属タンタルにする。工業的に用いられる方法は、ナトリウム還元法または溶融塩電解である。

タイトル: 炭化ケイ素
研磨材、耐火煉瓦の原料、鋳鉄への加炭化ケイ素剤、高級釣り竿(リール竿)のガイド(釣り糸を通す輪)、登山鉄道車両の非常ブレーキ用シューなどに大量に使われる。鋳鉄用は低純度品である。電気素子の素材としては、発熱体、アレスタ、バリスタなどに長く使われてきた。シリコンに比べてバンドギャップが大きい事から、高温、高線量下で利用できる半導体材料として注目され、1980年代以降の結晶成長技術の発展にともない、高速ショットキーバリアダイオード、MOSFET(電界効果トランジスタ)、などに使われるようになった。熱伝導率が高いので、他の半導体の基板の原料であるウエハーとして実用化されている。SiCを結晶成長させたインゴットを引き上げてスライスして使われる。従来型のSi(ケイ素)半導体に比べると電気抵抗率が1/10と低く、200°C以上の高温で動作可能であり、数倍高速なスイッチング動作が可能である。

タイトル: ニコラ・レオナール・サディ・カルノー
よって、最大効率を得るためにはAとシリンダーは同じ温度でなければならない。しかし、先述の通り実際には温度差がないと熱は移動しないため、同じ温度では仕事は行われない。そこでカルノーは、両者の温度差は無限に小さいと定めた。こうすることで、等温変化のどの状態であっても、空気とAは同じ温度を保つ。そして熱は無限にゆっくりと伝わり、ピストンは無限にゆっくりと上昇する。これは現在では準静的過程と呼ばれる手法である。さらに、カルノーはこのサイクルを逆方向に行うことで、仕事から温度差を生み出せることにも触れている。これは現在逆カルノーサイクルと呼ばれている。カルノーは『火の動力』において、他にもいくつかの気体についての法則を導き出した。またカルノーは、断熱変化の式も導き出している。現在の熱力学においては、これらの定理のうち、(4)および断熱変化の式は誤りである。

タイトル: エントロピー弾性
エントロピー弾性(エントロピーだんせい)とは、外部の力によって規則的に配列していた分子が、エントロピー増大則に従って元の不規則な状態へ戻ろうとする性質のこと。温度を一定にして体積を変化させたときのエントロピー変化により生じる弾性力。

タイトル: アルミニウム合金
日本工業規格(JIS)によって、アルミニウム合金の展伸材及び鋳物の質別について規定されている。

タイトル: マルテンサイト系ステンレス鋼
冷却によってオーステナイトはマルテンサイト変態を起こすが、冷却中にマルテンサイト変態を起こす温度(マルテンサイト変態開始温度、Ms点)の把握が重要となる。Ms点を決める主要因は鋼中の化学組成である。組成設計時には、Ms点を室温以下にしないことが求められる。Ms点が室温以下となると、焼入れ後にもオーステナイトが残留するようになる。含まれる各合金元素量からMs点を予測する式は多数提案されているが、近年のものとしては以下の式がある。ここで、Ms はMs点(°C)で、C, Mn, Ni, Cr, Cu, Si, Mo, Co, W は各元素量(mass%)である。化学組成の他には、焼入れ温度(オーステナイト化温度)と冷却速度がMs点に関係する。焼入れ温度が異なるとオーステナイト組織中の組成が変わってくる。この組成の違いの結果、焼入れ温度によってMs点が変わる。

タイトル: フッ化タングステン(IV)
フッ素または塩素で処理すると、フッ化タングステン(VI)に再酸化することができる。加熱すると、フッ化タングステン(VI)と金属タングステンに不均化する。

タイトル: タンタル
化学工業においてグラスライニングの反応容器等を用いるが、その内面が損傷した場合の補修方法の一つとしてタンタルを使用する場合がある。 ただし、フッ化水素酸、熱硫酸、熱アルカリ水溶液などはタンタルを腐食する。融点が高く酸化耐性があることから、真空炉(英語版)の部品の生産にタンタルが使われる。また白金坩堝の代用品としてタンタル坩堝が使用されることがある。タンタルは不活性であることから、サーモウェル(英語版)、バルブ本体、タンタル製締結部品などの腐食耐性のある様々な部品の製造に用いられる。密度の高さから、成型炸薬や自己鍛造弾の内張りがタンタルで作られる。タンタルはその高い密度と融点から、成形炸薬弾の装甲貫徹能力を大いに増進する。またときには、その耐食性と重厚な高級感からオーデマ・ピゲ、ウブロ、モンブラン、オメガ、オフィチーネ・パネライといった高級腕時計、高級宝飾品の製造にも用いられる。

タイトル: ホウ素の同素体
α-菱面体ホウ素は生成速度が非常に遅いため、溶融したホウ素を結晶化させると常にβ-菱面体ホウ素が得られる。また、タングステン上においてハロゲン化ホウ素を1200°C以上の温度で水素還元することでも得られ、この場合900から1000°Cの温度ではα-菱面体ホウ素が形成される。β-菱面体ホウ素は広い温度範囲で安定ではあるものの熱的な平衡状態が不明瞭であるためα型とβ型のどちらが標準状態で最も安定な相であるかは長く不明であったが、β型が熱力学的に最も安定であるという総意が徐々に広まっていった。

タイトル: 焼入れ
高合金鋼の場合は熱伝導率が悪くなり、均一に要する時間は上式よりも長くなる。材質の影響としては、焼入れ前の組織の結晶粒が微細化されているほど、均質なオーステナイト化にかかる時間が短く、保持時間も短くてよくなる。また、組成の影響も大きく、高炭素クロム軸受鋼、高速度鋼、ダイス鋼などでは、同じ条件で比較して、機械構造用炭素鋼などよりも約20分程度保持時間が長くする必要がある。加工品の加熱・保持後に冷却を行う。焼入れに必要な冷却速度は大体160°C/秒以上とされる。冷却速度を下げていくと、マルテンサイト変態の前にパーライト変態、ベイナイト変態、フェライト変態が発生するようになり、冷却後の組織にマルテンサイト以外の組織が混入し始める。この他の組織が発生するようになる限界の冷却速度を上部臨界冷却速度、あるいは単に臨界冷却速度と呼び、完全焼入れになる限界速度でもある。

タイトル: ナトロン
炭酸ナトリウム10水和物は、常温で安定しているが、32 °C (90 °F) 以上になると炭酸ナトリウム7水和物 Na2CO3·7H2O に再結晶化し、37 °C (99 °F)-38 °C (100 °F) 以上になると炭酸ナトリウム1水和物 Na2CO3·H2O に再結晶化する。鉱物としてのナトロンは、テルモナトライト、ナーコライト、トロナ、岩塩、芒硝、ゲイリュサック石、石膏、方解石などとともに産することが多い。工業的に生産される炭酸ナトリウムの多くはソーダ灰、すなわち炭酸ナトリウム無水物 Na2CO3 であり、炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウム1水和物やトロナを150°Cから200°Cで煆焼することで得られる。

タイトル: 鋼
鋼の特長は、まず鉄に軽微な合金化を行うことにより強靭な固体材料を生成できること、資源が豊富であり酸素との親和性が比較的低いため安価に精錬ができることにある。別元素の固溶限が大きく合金化しやすいため、多様な鋼種が開発されてきた。ケイ素 (Si) を添加した電磁鋼、ニッケル (Ni) やマンガン (Mn) を添加した非磁性鋼、クロム (Cr) やニッケル (Ni) を添加したステンレス鋼など、さらに工具鋼、高速度鋼など、さまざまな用途に適した鋼種がある。鉄鋼材料は各観点からいろいろな名前で呼ばれ、分類法によっては同じものが別の名前で呼ばれることがある。 鋼はその用途ごとに鋼種の改良が進んできた。例えばJISの分類も、銅などの合金が比較的成分の系列にしたがって命名されているのに比べ、用途や製法、強度区分、炭素量を示すものなどがあり、解りにくいものになっている。例えばS45Cという鋼種は炭素量0.

タイトル: フィールドメタル
フィールドメタルは、62 °C (144 °F)で液体になる低融点合金 。 発明者のサイモン・ケレン・フィールドにちなんで名付けられた。 これは、ビスマス、インジウム、およびスズの共晶合金であり、質量分率はビスマスが32.5%、インジウムが51%、スズが16.5%となっている。フィールドメタルは、融点が低いため熱湯を注ぐだけで溶かすことができる。フィールドメタルは、その主成分であるインジウムが銀の約2倍の価格であるため、高価である。 鉛もカドミウムも含まれていないため、ウッドメタルよりもはるかに毒性が低くなっている。少量のダイカストやラピッドプロトタイピングに使用できる。この合金は、高度な原子力発電システムの設計で冷却材として調査されている。 フィールドメタルは、ナノテクノロジーの研究者に注目されている。