2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on increase in magnetostriction of Fe-Co-based alloy by microstructure control and prototype production of vibration actuator
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16K05997
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| Research Institution | 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) |
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Principal Investigator |
山浦 真一 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 准教授 (50323100)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 磁歪 / アクチュエータ / 圧延 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに、Fe-Co合金がCoリッチ組成の鍛造圧延材で100ppmを超える比較的高い磁歪量を示すことを明らかにしてきたが、Coリッチ組成ではかなり圧延し易くなることから、機械的強度も低下していると思われる。今後、振動発電体やアクチュエータに適用する際には、耐久性を向上させるための高強度化が必要と考えられる。そこで本年度は、Fe-Co合金の機械的特性、磁歪特性に対する第三元素添加の影響を調べた。
Fe29at%-Co70at%-M1at%合金（M=C, V, Cr, Ni, Nb, Mo, Ti）を高周波溶解および鍛造にて作製し測定に供した。その結果、多くの場合、第三元素添加によって伸びは低下、引張強度は上昇する傾向が見られた。最も引張強度の上昇が見られたのはニオブNb添加であった。ニッケルNi添加のみは伸び、引張強度に対する効果がほとんど見られなかった。さらに飽和磁化、飽和磁歪測定を行ったところ、飽和磁化は1at%の第三元素添加ではほとんど影響は見られず、全ての試料にわたって200-210emu/g程度であった。磁歪量についても第三元素添加の影響は少なく、鍛造材で70-90ppm程度、冷間圧延材で100-120ppmを示した。大まかな傾向としては、強度が上昇すると磁歪量が若干低下するようであった。本研究では、圧延強加工・集合組織化、熱処理、元素添加を中心に磁歪合金の特性向上についての研究を行った。
さらにアクチュエータの創製にも取り組み、Fe-Co系合金を芯材としてその周囲にコイルを設置して芯材の振動を確認した。振幅の精密測定も試みた。また、磁歪アクチュエータと同原理で稼働する振動発電機の創製にも傍らで取り組み、エネルギーハーベスティングとしては比較的高い出力を得ることが出来た。
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