2020 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, マイクロシステム融合研究開発センター, 教授 (40143028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今福 宗行 東京都市大学, 理工学部, 教授 (00183012)
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 | 鉄合金 / 軟磁性 / 磁区構造 / 磁場 / 弾性異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
弾性異方性の大きい機能性の強磁性鉄合金における微小複合ひずみの発現機構を解明するために、機能性鉄合金単結晶のヤング率の結晶方位依存性などを測定した。それととも、磁気光学的な手法を利用して、外場による磁区構造の変化などの結果を見直しした。ここでは、試料としてCZ法により育成した大型Fe-Ga合金単結晶から切り出したものなどを用いた。
特定方位の単結晶では、磁場を増大させると180°ブロッホ磁壁が移動しやすくなり、外力が増大すると90°磁壁な動きやすくなるなど、場による磁区構造変化の特徴を確認した。飽和磁場に近い状態での磁歪（磁気ひずみ）の方位依存性は、これまでの単純化したモデルで説明できないことも示した。これらの結果から、これらの機能性鉄合金の磁気弾性効果は、弾性ひずみの方位依存性と密接に関係しており、本合金の利用における結晶方位の重要性を提示した。
また、これらの特定方位の合金の動的な振動発電の特性を調べたところ、振動発電特性には逆磁歪効果だけなく変動磁場に対する磁気的応答性も大きく関係していることを示した。その他、合金の耐久性や表面特性に関連して、熱処理条件による合金表面の化学状態の解析も行い、熱処理条件の重要性も提示した。これらの結果を元に、合金の各種デバイスへの応用に向けた検討も行った。
さらに合金単結晶を加工などの処理を行うと表層に多結晶を形成することに着目して、それらの多結晶を通じて下地合金単結晶の異方性のある弾性ひずみなどの評価を行った。それらの評価においては、表面の多結晶層における圧延による圧縮応力の発生、放電加工による引張り応力の発生を利用した。これらの知見は、弾性異方性のある強磁性鉄合金の複合ひずみを活用する上で有用であり、今後の応用展開の可能性などについても議論した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
