2018 Fiscal Year Annual Research Report
磁場中状態図と強磁場反応促進効果を利用した強磁性磁材料の創出
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16H04547
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
小山 佳一 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (70302205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三井 好古 鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (90649782)
伊藤 昌和 鹿児島大学, 総合科学域総合教育学系, 准教授 (40294524)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 磁場効果 / 状態図 / 強磁性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、磁気エネルギーの利得で進む化学反応や合成過程、相変態過程を解明し、これを基に磁場による選択的結晶成長を示すことである。 試料を自発磁化が大きく基礎・応用研究も盛んなMn基及びFe基強磁性体に絞り、[A] 強磁場中状態図の系統的評価、[B] 強磁場中熱処理による強磁性合成(強磁 場試料合成・特性評価)、[C] 強磁場安定強磁性相の特性評価(基礎特性評価)を計画した。研究目的を達成するために、鹿児島大学所属の研究代表者と分担者 2名で、[A]から[C]の実験班を分担して行った。
H30年度研究に合成した試料は、MnAl, MnAlC、MnCuAl、Fe系である。出発試料の合成は鹿児島大学で行った。H30年度後半に本研究専用の5Tマグネットをレンタル導入した。磁場5Tまでの実験は鹿児島大学で行われ、10T以上の強磁場実験は東北大学金属材料研究所の共同利用設備を利用した。以下に主な結果を示す。
（１）MnAl：磁場0-10Tの範囲では相変態温度Tp1及び活性化エネルギーEaが減少し、12-15Tの範囲ではTp1およびEaが急激に増加する結果を得た。この実験結果に対し、磁場抑制型相変態と磁場促進型相変態の競合という、実験結果をよく説明できる新たなモデルを提案した。MnAlの磁場中状態図を計算し、磁場で強磁性相が出現できることを示した。（２）MnAlC：Cの添加によってMnAl母相（ε相）の状態図上の組成と温度の範囲が拡大、強磁性相の安定化に寄与していることを見出した。（３）CuMnAl系：現時点で、規則不規則変態に対する明確な磁場効果は見出されていない。しかし、強磁性相の結晶子成長が磁場で抑制されることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1)試料合成はFeAl系を除きほぼ計画通りに行われた。(2)計画していた強磁場合成、強磁場分析などはほぼ全て終えた。(3)前年度から進めてきた、MnAl強磁性相の磁場誘起現象について、熱力学的計算で示すことができた。(4)MnAl強磁性相の磁場誘起現象のメカニズムについて、強磁場中熱分析の結果からより詳細に解明できた。(5)MnCuAl系の相変態に対する磁場効果の研究に着手、一定の結果を得た。(6)FeAl系の研究の発展性については検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は研究最終年度である。(1)磁場中実験を加速するために、本年度も本研究専用のマグネットを鹿児島大に導入して実験を進める。(2)MnCuAl系について、研究を進めるとともに、内容等について発展性を検討する。(3)Fe系物質についての評価を進め、発展性を検討する。(4)MnBi系、MnAl系、MnAlZn系、MnAlC系、MnCuAl系の実験で補強すべき内容について、実験を進めるとともにFe系実験について検討し、本研究を総括する。
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