磁場中凝固プロセスの開発と機能性組織の創成

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560643
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 安田 秀幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60239762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 明 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10335375) ; 大中 逸雄 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00029092)
• Keywords: 磁気効果 / 配向 / 半溶融 / レーザ加熱 / 非平衡

Research Abstract

本研究では、凝固・熱処理前の初期組織に注目し、非平衡組織を利用した固液共存状態の実現、過飽和固溶体からの粗大化過程に強磁場を印加して、配向組織の形成を行う点がプロセスの特徴である。非平衡組織の加熱による配向組織形成は通常の凝固プロセスとは違い、選択的な加熱によりその領域が平衡相に変態しながら配向組織を形成することができる。素材の製造だけでなく、直接デバイス化につながる配向組織形成を可能とする凝固プロセスは過去にない。また、配向過程で、配向部分のみが相変態しているため、配向部分はマトリックスと異なる物性を付加させることができることも特長である。
1)BiMn化合物をはじめとした磁性材料を用いて、レーザーを利用した非平衡相・組織からの局所加熱による微細領域の配向組織形成を行うための磁場中加熱装置を試作した。
2)数mm程度の比較的大きな領域のレーザー照射により、レーザー照射による部分的な非平衡相組織からの変態と晶出相の配向組織形成条件をBiMn化合物などを用いて実験的に明らかにした。
3)開発した装置により、空間分解能をミクロンオーダーまで向上できる半溶融凝固の手法を開発した。照射条件による数10ミクロンの領域で半溶融状態が実現できることが明らかになった。
4)微小域を磁気的に配向させた組織の評価に磁気力顕微鏡を用いた。その結果、磁気異方性により配向した組織を磁気力顕微鏡で観察することが可能であることが分かった。

Research Products

• [Publications] H.Yasuda: "Alignment of BiMn Crystal Orientation in Bi-20at%Mn alloys by Laser Melting under a Magnetic Field"Materials Transaction. 44/12. 2550-2554 (2003)
• [Publications] H.Yasuda: "Formation of Grain alignment during coarsening under a magnetic field"Materials Transaction. 44/12. 2555-2562 (2003)
• [Publications] H.Yasuda: "New eutectic ceramics"Materials Transaction. 44/10. 2207-2212 (2003)