強磁性合金における規則変態と磁気変態との相互作用効果

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450233
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 貝沼 亮介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20202004)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大沼 郁雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20250714) ; 石田 清仁 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20151368)
• Keywords: 2相分離 / 規則-不規則変態 / 磁気変態 / Fe-Al合金 / Fe-Rh合金 / Fe-Si合金 / 統計熱力学 / 状態図

Research Abstract

磁性材料として実用化されているFe基やNi基、Co基合金では、磁気変態と規則変態が同時に出現する系も多く、これらが磁気特性を始め種々の性質と密接に関係している事が知られている。しかしながら、これらの磁気的及び化学的規則化挙動の相互作用についての定量的な研究は極めて少ない。研究の目的は、上述した異常性が基本的に相平衡と密接に関係していると考え、磁気効果と規則化挙動との相互作用を定量的解析を行う事によって磁性材料の重要系であるFe基やNi基、Co基合金の相安定性と磁気特性との関連を明らかにすることである。
Fe基を中心としたBCC相における挙動を調査するために、本年度は磁気変態と規則-不規則変態が同時に現れるFe-Al及びFe-Rh合金について研究を行い、以下の様な結果を得た。
(1)Fe-Al及びFe-Rh合金について示差走査熱量計(DSC)により2次の相転移(磁気変態及び規則-不規則変態)の臨界温度を決定した。また、Fe-Al合金では、A2+D03の2相平衡が現れたのでX線マイクロアナライザー(EPMA)及び透過電子顕微鏡観察により2相平衡組成を実験的に決定した。また、Fe-Rh系のA2+A1の2相平衡をEPMAで測定した結果、A2+A1の2相平衡が、B2相の規則化により大きな影響を受けることがわかった。
(2)以上の実験結果を用い、規則相の相安定性について、始めに磁気の影響を無視した統計熱力学の理論計算によって原子間相互作用エネルギーを評価した。さらに、副格子モデルに、磁気のエネルギーも考慮できる熱力学モデルを検討した。

Research Products

• [Publications] I.Ohnuma: "Phase Equilibria and stability of B2 phase in the Fe-rich portion of Fe-Rh system"J. Phase Equilibria. (発表予定).
• [Publications] O.Ikeda: "Phase Equilibria and Magnetic Transformation in the Fe-rich portion of Fe-Al system"Acta Mater.. (発表予定).