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磁気変態を利用したスマート誘導過熱材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15656032
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大分大学

研究代表者

戸高 孝  大分大学, 工学部, 助教授 (50163994)

研究分担者 榎園 正人 (榎薗 正人)  大分大学, 工学部, 教授 (40136784)
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
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード磁気変態 / 誘導加熱 / インテリジェント材料 / キュリー温度 / 高透磁率 / 高耐食性合金 / 高透磁性
研究概要

インテリジェント誘導加熱材料として,キュリー温度が100℃〜300℃程度の範囲となる耐食性の良い強磁性合金の開発研究を行った。磁気変態点より低い温度では高い透磁率をもち,変態点以上では常磁性または低い透磁率をもつので,変態点以下の温度ではインダクタンスが大きくかつ磁束の結合係数が大きく高い加熱効率を得ることができる。加熱温度が磁気変態点を超えると透磁率が低下して過熱対象には電力が供給されず、温度の上昇が押えられる。さらに温度が低下するとこんどは透磁率が上昇して電力が供給されるため加熱温度を一定に保つことが可能となる。すなわち双方向の自己修復機能が実現できる。
著者らは,強磁性のFe-Siに耐腐食性のCrを加え、キュリー点制御のためMnの添加を検討してきたが,さらに耐腐食性のよいステンレスSUS430(Fe_<80.06>-Cr_<18>-Mn_1-Si_<0.75>-C_<0.12>-P_<0.04>-S_<0.03>:キュリー温度680℃)にMnを添加して変態点の制御を検討した。Mnの添加量を増していくとキュリー温度はほぼMn添加量に比例して低下した。飽和磁化も同様に低下するが,Mnが40%以上ではその割合が大きくなった。実用化のためにはキュリー温度が100℃〜300℃程度の範囲となるものが好ましいが,開発した材料では磁化が減少する欠点がある。より高透磁率となるものを目標としてステンレスSUS430に対するいくつかの添加元素の影響を検討した(Al, Cr, Cu, Ti, Si)。結果としてAlの添加により270℃のキュリー温度を実現できたが,添加量が12[Wt%]と多く飽和磁化の減少は避けられなかった。ステンレスと類似の特性を保ちながら微量の添加でキュリー温度の制御ができることが必要であり,伸びや硬さなどの機械的性質並びに生産性の観点での問題がまだ残されている。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Transformation Behavior of Fe-Cr-Co-Ni-Si-Mn Ferromagnetic Shape Memory Ribbon2004

    • 著者名/発表者名
      T.Todaka, M.Szpryngacz, M.Enokizono
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, IOS-Press 19・1-4

      ページ: 149-152

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of Shape Memory Effect in Fe-Cr-Co-Ni-Si-Mn Ferromagnetic Alloy with Change of Mn Contents2004

    • 著者名/発表者名
      M.Szpryngacz, M.Enokizono, T.Todaka
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, IOS-Press 20・3-4

      ページ: 149-154

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 強磁性形状記憶合金と誘導加熱材料2004

    • 著者名/発表者名
      戸高 孝
    • 雑誌名

      日本AEM学会誌 12・3

      ページ: 169-174

    • NAID

      110003829029

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Composition Influence on Magnetic Properties in Fe-Cr-Co-Ni-Si-Mn Alloys2004

    • 著者名/発表者名
      M.Szpryngacz, M.Enokizono, T.Todaka
    • 雑誌名

      Journal of the Japanese Society of Applied Electromagnetics and Mechanics 12・3

      ページ: 227-231

    • NAID

      110003829039

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] T.Todaka, M.Szpryngacz, M.Enokizono: "Transformation Behavior of Fe-Cr-Co-Ni-Si-Mn Ferromagnetic Shape Memory Ribbon"International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, IOS Press. 16. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Szpryngacz, M.Enokizono, T.Todaka: "Fe-Cr-Co-Ni-Si-Mn Ferromagnetic Shape Memory Alloy"Proceedings of 16th Soft Magnetic Materials Conference. 16(in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Szpryngacz, T.Todaka, M.Enokizono: "Improvement of Shape Memory Effect in Fe-Cr-Co-Ni-Si-Mn Ferromagnetic Alloy"Proceedings of the fourth Asian Symposium on Applied Electromagnetics. 4. 11 (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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