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強磁性形状記憶Fe‐Pd合金におけるマルテンサイトバリアントの磁場制御と巨大歪

研究課題

研究課題/領域番号 15560608
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
研究機関大阪大学

研究代表者

福田 隆  大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (50228912)

研究分担者 掛下 知行  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90127209)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードマルテンサイト変態 / 形状記憶合金 / 結晶磁気異方性 / 磁歪 / 双晶変形 / 剪断応力 / 磁化曲線 / 単結晶 / 磁気モーメント
研究概要

磁場により数%もの歪を制御できる材料として、Fe-Pd系の強磁性形状記憶合金に関心が寄せられている。この合金系において磁場により巨大歪を制御できるのは、磁場により双晶変形をさせることができるためである。これまでに、我々は、Fe-31.2Pd(at.%)合金において、磁場により3%もの歪が発生できることを示した。このような大きな歪が現は、FCTマルテンサイト状態でしか発生させることができないため、FCTマルテンサイト変態温度を上昇させることが、重要課題のひとつである。本研究においては、マルテンサイト変態温度を上昇させる方法として、まず第3元素を添加し、変態温度を調査した。その結果、第三元素の添加によりFCTの存在領域を室温付近にすることは、困難であることが、明らかとなった。そこで、二元系においてマルテンサイト変態開始温度をできるだけ高くなる組成の合金を調べ、Fe-30Pd(at.%)を境にして、それ以下のPd濃度の場合は、BCTが室温で混在するが、それ以上のPd濃度の場合はFCT単独のマルテンサイトとすることができることがわかった。この、Fe-30Pd合金の単結晶の育成を試みた結果、この組成においては、液相線と固相線の温度差が大きいため、試料には偏析が生じやすいことがわかった。偏析をなくすために、溶解後固相線温度直下の温度において、数日間の均一化処理を施し、室温付近にFCT変態を有する比較的均一な単結晶試料を作製することに成功した。この試料を用いて、室温において磁場によりバリアント再配列が実際に起きることを確認した。さらに、Fe-31.2Pd合金の結晶磁気異方性定数、双晶変形応力を求め、これらの結果をもとに、磁場による双晶変形機構を統一的に説明することに成功した。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Magnetic Field-Induced Strain of Martensite and Parent Phases in a Ferromagnetic Shape Memory Iron-Palladium Alloy2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kakeshita, T.Fukuda, T.Sakamoto
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 475-479

      ページ: 1999-2004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic field induced stain of martensite and parent phase in a ferromagnetic shape memory alloy2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kakeshita, T.Fukuda, T.Sakamoto
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 475-479

      ページ: 1999-2004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Field-Induced Strain of Martensite and Parent Phases in a Ferromagnetic Shape Memory Iron-Palladium Alloy2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kakeshita, T.Fukuda T.Sakamoto
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 475-479

      ページ: 1999-2004

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of microstructure by magnetic field in iron-based ferromagnetic shape memory alloys2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kakeshita, T.Fukuda
    • 雑誌名

      J.Phys.Condensed Matter 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetization Process Associated with Rearrangement of Martensite Variants in Iron-Based Ferromagnetic Shape Memory Alloys2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, T.Sakamoto, T.Terai, T.Kakeshita, K.Kishio
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings 785

      ページ: 421-426

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rearrangement of martensite variants in iron-based ferromagnetic shape memory alloys under magnetic field2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, T.Sakamoto, T.Kakeshita, T.Takeuchi, K.Kisho
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45

      ページ: 188-192

    • NAID

      10012642867

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of microstructure by magnetic field in iron based ferromagnetic shape memory alloys2004

    • 著者名/発表者名
      T.Kakeshita, T.Fukuda
    • 雑誌名

      J.Phys.Condensed Matter 16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetization process associated with rearrangement of martensite variants in iron based ferromagnetic shape memory alloys2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, T.Sakamoto, T.Terai, T.Kakeshita, K.Kishio
    • 雑誌名

      Materials Research Society Symposium Proceedings 785

      ページ: 421-426

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Rearrangement of martensite variants in iron based ferromagnetic shape memory alloys under magnetic field2004

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda, T.Sakamoto, T.Kakeshita, T.Takeuchi, K.Kisho
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45

      ページ: 188-192

    • NAID

      10012642867

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of magnetic field direction on rearrangement of martensite variants in an Fe-Pd alloy2003

    • 著者名/発表者名
      T.Sakamoto, T.Fukuda, T.Kakeshita, T.Takeuchi, K.Kishio
    • 雑誌名

      Materials Transactions 44

      ページ: 2495-2498

    • NAID

      10011817562

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 鉄基強磁性形状記憶合金における磁場によるマルテンサイトバリアントの再配列と巨大歪2003

    • 著者名/発表者名
      福田隆, 掛下知行
    • 雑誌名

      熱処理 43

      ページ: 137-142

    • NAID

      10011628961

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of magnetic field direction on rearrangement of martensite variants in an Fe-Pd alloy2003

    • 著者名/発表者名
      T.Sakamoto, T.Fukuda, T.Kakeshita, K.Kisho
    • 雑誌名

      Materials Transactions 44

      ページ: 2495-2498

    • NAID

      10011817562

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福田隆, 掛下知行: "鉄基強磁性形状記憶合金における磁場によるマルテンサイトバリアントの再配列と巨大歪"熱処理. 43・3. 137-142 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakamoto, T.Fukuda, T.Kakeshita, T.Takeuchi, K.Kishio: "Influence of magnetic field direction on rearrangement of variants in an Fe-Pd alloy"Materials Transactions. 44・12. 2495-2498 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kakeshita, T.Fukuda, T.Terai, T.Takeuchi, K.Kishio: "Martensitic transformation in Fe-based shape memory alloys under magnetic field"J.Phys IV France. 112. 93-100 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukuda, T.Sakamoto, T.Terai, T.Kakeshita, K.Kishio: "Stability of B2-type structure and martensitic transformation in Ti-Ni shape memory alloys"J.Phys IV France. 112. 685-688 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Fukuda, T.Inoue, T.Kakeshita, T Takeuchi, K.Kishio: "Crystallographic orientation dependence of magnetic field-induced strain in an Fe-31.3Pd alloy"Transactions of Materials Research Society of Japan. 28・2. 249-250 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakamoto, T.Fukuda, T.Kakeshita, T.Takeuchi, K.Kishio: "Magnetic field-induced strain in iron-based ferromagnetic shape memory alloys"J.Appl.Phys. 93. 8647-8649 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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