| 研究課題/領域番号 |
15085206
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| 研究種目 |
特定領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
掛下 知行 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90127209)
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| 研究分担者 |
植田 千秋 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教授 (50176591)
福田 隆 大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (50228912)
寺井 智之 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (20346183)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
31,500千円 (直接経費: 31,500千円)
2005年度: 7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
2004年度: 10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
2003年度: 13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
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| キーワード | 結晶磁気異方性 / 磁気エネルギー / 双晶変形 / 強磁性 / 反磁性異方性 / 微小重力 / 変形 / 磁場配向 / 結晶時期異方性 / 反磁性 / 無機酸化物 / 結晶磁気異法性 / 磁性 / 先端機能デバイス / 物性実験 / 磁気異方性 |
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| 研究概要 |
本研究課題では、スピンが関与する結晶磁気異方性とスピンが関与しない反磁性異方性を利用した新しい構造・組織・機能を有する材料を創製することを目指した。スピンが関与する結晶磁気異方性に関しては、結晶学的ドメインが磁場により再配列する機構ついてNi-Mn-Ga系の強磁性形状記憶合金を用いて明確にすることを目標とした。スピンが関与しない反磁性異方性に関しては、磁気異方性Δ_xが未測定の反磁性酸化物について、その値を測定により集積するとともに、微小重力を利用して、高感度の測定システムを実用化することを目標とした。
Ni-Mn-Ga系合金に生成する10M,14M,2Mマルテンサイトにおける磁場によるバリアント再配列挙動を調べ、10Mでは変態温度(202K)以下のすべての温度で磁場によるバリアント再配列が起きること、14Mでは変態温度(309K)から280Kの温度範囲においてのみ磁場によるバリアント再配列が起き、2Mでは変態温度(352K)以下のどの温度においてもバリアント再配列が起きないことを明確にした。これらの挙動を説明するために、結晶磁気異方性定数、格子定数ならびに変形応力の温度依存性を求めた。この値より磁場下においてバリアント間の界面(双晶面)に働く磁気的な剪断応力てτ_<mag>の磁場依存性を求めた。また、圧縮試験により双晶変形応力τ_<req>を求めた。これらτ_<mag>とτ_<req>を比較した結果、磁場によりバリアント再配列が起きる場合はτ_<mag>がτ_<req>より大きいことが明らかとなった。このように、磁場によりバリアント再配列が起きる条件を定量的に示した。
微小重力を用いたΔ_x測定において、1x10^<-9>emu/gレベルの感度を達成した。その一方で10^<-8g>emu/gレベルの感度を馬蹄形磁石を用いた簡便な装置で検出した。これら2つの方汝は、膨大な数の未測定のΔ_xを集積するのに有効である。反磁性および常磁性のΔ_xの発生機構に関する考察の結果、弱磁性体の大多数は、10^<-9>emu/g以上のΔ_x値を有する。この値による解析では、液体に分散させた弱磁性粒子(φ2μm)は、1T以下で磁場配向が達成される。これを測定で実証した。
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