2019 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of magnetic properties of soft magnetic metallic glasses by nanophase separation and development of soft magnetic materials with high saturation magnetization
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17K06775
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
尾藤 輝夫 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (40315643)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | アモルファス合金 / 軟磁性材料 / ガラス形成能 / 飽和磁化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(Fe, Co)-B-Si-Nb合金のNbを、Nbと相分離する傾向を有する希土類元素(RE: Y, Nd, Sm, Tb, Dy)で部分的に置換し、ガラス形成能や磁化への影響について調査を行った。その結果、Fe-RE系でFe23RE6相が平衡相として存在するY, Tb, Dyにおいて、ガラス形成能が向上することが分った。大きなガラス形成能を有するFe基金属ガラスにおいては、局所構造が準安定なFe23B6相に類似していることが指摘されている。Fe23B6相とFe23RE6相は、化学量論組成だけでなく結晶構造にも共通点が多い。そのため、Y, Tb, Dyを添加することで、ガラス相の局所構造がFe23B6相に類似した構造に変化したと考えられる。更に，Yの添加で合金の磁化が向上することを明らかにした。
更に、高いFe濃度を有するFe-B-C合金に、Feと相分離する傾向を有するCuを少量添加することで、アモルファス形成能が向上することが分かった。これは、液相ではFeとCuは均一に混合しているが、急冷時にα-Fe相が析出するためにはCu原子を排除する必要があるため、結果としてα-Fe相の析出が遅れるためであると考えられる。Cuの添加により比較的厚いアモルファス単相薄帯が作製でき、約1.68 Tの高い飽和磁化と良好な軟磁気特性を示す合金が作製できることを確認した。Fe基アモルファス合金は80 at% Fe付近で飽和磁化が最大になるため、Cu添加によりアモルファス形成領域を高Fe濃度領域に拡大し、更にFeの一部を少量のCr等で置換することで、高い磁化を維持したまま耐食性などの諸性質を改善できると考えられる。
これらの成果により、構成元素と相分離傾向を有する元素を添加することで、高いアモルファス／ガラス形成能、高い磁化と優れた軟磁気特性を有する材料が開発可能であることを示した。
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Research Products
(3 results)
