2017 Fiscal Year Annual Research Report
Characterization of microscopic multiple strain in iron based alloys with large elastic anisotropy
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17H03422
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 茂 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40143028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今福 宗行 東京都市大学, 工学部, 教授 (00183012)
熊谷 正芳 東京都市大学, 工学部, 講師 (20582498)
佐藤 成男 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40509056)
小貫 祐介 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (50746998)
川又 透 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90638355)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁気ひずみ / 異方性 / 鉄合金 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
弾性異方性の鉄合金単結晶における磁場や応力による磁区構造の変化の解明するために、主にチョクラルスキー法により育成した鉄合金単結晶（Ｆｅ－Ｇａ基合金等）から切り出した特定結晶方位の試料を作製した（川又、小貫担当）。これらの切り出した幾つかの方位を持つ試料に対して、磁場をかけた状態での磁区観察を行った。例えば、（００１）面をもつ鉄合金単結晶に［０１０］方向に磁場をかけると、はじめは１８０度磁壁が動きやすく、さらに磁場をかけると９０度磁壁が動き、その過程で大きな磁気ひずみを発生することなどを示した。また、ポアソン比が負になるような結晶方位の試料では、必ずしもそのような挙動にならなかった。一方、ヤング率が低い方位の単結晶に外部応力を加えたときには、９０度磁壁の方から移動しはじめ、その後に１８０度磁壁が移動することを示した。これにより、それらの結晶方位の合金における磁気ひずみと磁区構造との関係を明らかにした（佐藤、鈴木担当）。さらに、ひずみゲージ法などを用いて単結晶における三次元的な磁気ひずみを調べており、これまでの理論的な予測と異なる結果を得た（今福、熊谷分担）。これらの特異なひずみの挙動については、系統的な実験結果を得ることを計画しており、微視的な磁区構造のモデルを提案し、合金内部における磁区構造、磁壁近傍のナノメータオーダーの微視的弾性ひずみと巨視的な弾性ひずみとの関係等について検討している。
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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
Ｆｅ－Ｇａ合金単結晶等の試料作製や磁区観察においてその場で磁場を印加する装置や応力を加える装置の調整等を順調に行うことができた。また、三次元的な磁気ひずみ測定用の特殊な単結晶試料も作製することができた。これにより、それらの合金単結晶に対して磁場印加に伴う磁区構造変化の観察や磁気ひずみ測定などは、ほぼ計画通り行うことができた。したがって、研究の進捗は概ね順調であるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、主に（００１）面のＦｅ－Ｇａ合金単結晶の［０１０］方向への磁場印加による変化を調べてきたが、今後は、大きな弾性異方性を示す鉄合金において特異なポアソン比を示す結晶方位の単結晶についても系統的な実験を行う計画である。これらの実験結果や理論的考察により、この種の鉄合金における磁気ひずみの発生機構やその活用について検討する予定である。さらに、Ｆｅ－Ｇａ合金単結晶の表面耐久性を向上させるために、熱処理条件を変えた合金の表面についても調査する計画である。
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Research Products
(3 results)
