2010 Fiscal Year Annual Research Report
新規な高鉄濃度鉄-半金属バルクアモルファス合金の創製とその形成機構の解明
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20360309
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
牧野 彰宏 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30315642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 偉 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20400400)
竹内 章 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 准教授 (40250815)
湯蓋 邦夫 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00302208)
木村 久道 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00161571)
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| Keywords | アモルファス形成能 / バルクアモルファス合金 / 軟磁性材料 / 鉄基アモルファス / 高飽和磁束密度 |
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| Research Abstract |
前年度までに得られた成果から、高飽和磁束密度と高アモルファス形成能を兼備するFe76Si9B10P5合金とFe76Si9.6B8.4P6合金の2組成に絞り、磁気特性を利用した実用材として、FeSiBP急冷粉末を原料とした軟磁性コア材の創出に向けた応用化研究を行った。ガスアトマイズ法によるアモルファス微粉末の大気中製造実験においては、FeSiBP合金が高アモルファス形成能を有することによって、75マイクロメートル以下の分級粉末はアモルファス単相であることが確認された。放電プラズマ焼結法によるバルク固化成形実験においては、ガラス遷移温度付近で試料の明瞭な軟化現象が確認され、ほとんど真密度のバルクアモルファス焼結材が作製可能であることが分かった。さらに、焼結時の加熱中に付与し続ける圧力の増加に伴い、軟化開始温度が低温化することを見出し、長時間保持しても結晶化の懸念が少ない温度領域における焼結が可能であることが分かった。また、ガラス遷移温度より20K低い760Kにて作製された焼結バルクコア材について熱分析を行った結果、加圧下で入熱することによる固化成形プロセスを経ても、急冷ガスアトマイズ粉末と同一のガラス遷移温度、結晶化温度、結晶化発熱量を示していることから、焼結後においても試料は固化成形前と同様の高い熱安定性を有するガラス相を維持していることが確認された。
760Kにて焼結されたFeSiBPバルクコア材の軟磁気特性を測定した結果、飽和磁束密度は1.44テスラを超える値を有しており、この値はバルク固化成形を可能とする従来の全ての軟磁性金属ガラス合金と比較して、最も高い値であることが分かった。その一方で、焼結バルクコア材の保磁力は15～30A/mであり、液体急冷薄帯材や鋳造バルク棒材と比較して明らかに増加していること確認された。実用途を想定した1～100キロヘルツでの鉄損特性の測定においては、市販の無方向性珪素鋼(Fe-3%Si)の30%程度と顕著に低い値を示しており、高周波領域で優れた低鉄損を有することが分かった。
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