2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of High-Speed Magnetic Imaging Equipment of Permanent Magnets by Using High-Intensity LED Light Source
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17K06389
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
竹澤 昌晃 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (20312671)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 磁区観察 / 永久磁石 / 磁性 / LED光源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ハイブリッド・電気自動車用駆動モーターでの使用を想定した「高耐熱磁石を希少資源(レアメタル)フリーで実現」することを最終目標として、磁石材料の高温下での減磁機構をミクロな観点から解明することができる、「バルク磁石材料対応の高速磁気イメージング装置」を構築することである。
29年度は、高磁界を印加可能な高分解能Kerr効果顕微鏡の光源を、高輝度LEDに置き換えることで、数T励磁下での磁化反転過程を磁区観察可能な高速動磁区観察システムの開発を試みた。このために、バルク体の磁石材料を数Tの磁界で繰り返し磁化反転させた際の磁区構造変化をストロボ法で可能とするための、LED光源の最適な外部トリガ制御条件(パルス長、繰り返し時間)について検討した。また、この観察システムを用いて、磁性材料を交流磁界で励磁した際の磁区構造変化を観察した。結果として、導入したLED光源はこれまでに用いていた超高圧水銀ランプと比較すると若干明るさが減少してしまうものの、Kerr効果による磁区観察には十分な光量であり、交流磁界励磁下の長時間観察においても超高圧水銀ランプで発生していたような光源のちらつき無く安定して観察ができ、磁区コントラストの輝度値の定量評価も十分に行えることがわかった。
また、電子顕微鏡を用いたEPMA組成分析、磁区観察に用いた磁性体試料の微細結晶組織を調べ、磁区観察によって得られた逆磁区の生成箇所の相関関係を調べた。その結果、結晶粒内の析出物が磁壁移動に影響を与えていることが明らかとなった。析出物による影響は結晶粒界による影響と同程度に見られることが分かり、磁化反転機構と結晶粒ごとの局所的な保磁力に影響を与えていることを明らかとした。
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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
29年度は当初の目的であった高輝度LED光源を用いた磁区観察システムの構築と、結晶組織と磁区構造の関係性の比較を達成することができ、研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
30年度は前年度に構築した磁区観察システムについて、動磁区観察の時間分解能の向上も試みる。具体的には、デジタルカメラを外部トリガ信号で制御することで、動的磁区観察の時間分解能を向上させる。このためのカメラの最適制御条件を明らかにして、磁石材料の磁区構造が高速で変化する瞬間の画像を高速に取り込むことができるようにする。
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