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

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450233
• 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 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-Si合金 / Fe-Ga合金 / Co-Al基合金 / 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基及びCo基系を中心とした挙動を調査するために、磁気変態と規則-不規則変態が同時に現れると予想されたFe-X基合金(X:Ga,Si)やCo-Al-X基合金(X:Ti,Ni)についての研究を行い、以下の様な結果が得られた。
(1)Fe-X2元合金(X:Ga,Si)を作製し磁気天秤、示差走査熱量計、電気抵抗装置により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、1次の相転移が生じる場合には、X線マイクロアナライザー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。この結果、Fe-Ga系では、Fe-Al系と極めて類似した類似した相平衡の存在が確認された。
(2)Co-Al-X基合金(X:Ti,Ni)を作製し磁気天秤、熱分析装置により磁気変態や規則変態の臨界温度を決定した。また、TEM観察により、B2+D03平衡組織を決定した。
(3)以上の実験結果を用い、Fe-Rh系やFe-Al系におけるbcc規則相の相安定性については、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、それを基礎にして組成依存性や温度依存性を付加した副格子モデルによる熱力学的解析を行った。

Research Products

• [Publications] K.Ishikawa: "Ordering and phase separation of BCC aluminides in (Ni,Co)-Al-Ti system"Mater.Sci.Eng.A. (印刷中). (2001)
• [Publications] K.Ishikawa: "Phase equilibria in the Co-Ti portion of the Co-Al-Ti ternary system"J.Phase Equilibria. (印刷中). (2001)