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微小重力環境を利用する超磁歪材の組織・結晶方位制御と磁歪特性

研究課題

研究課題/領域番号 17042025
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

奥谷 猛  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (90356709)

研究分担者 永井 秀明  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (40344139)
間宮 幹人  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 研究員 (10358062)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード構造・機能材料 / 微小重力 / 結晶成長 / 超磁歪材 / 結晶配向 / 組織配向 / 一方向凝固 / 磁場 / サマリウム鉄 / ラーベス相
研究概要

Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2はTbFe_2、SmFe_2と比べ、結晶磁気異方性が小さく、弱い外部磁場でも変位を示し、外部磁場に対する応答性が良い実用製の高い超磁歪材である。Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2の変形は易磁化軸である[111]方向への変位が最も大きく、高性能超磁歪材を合成するには結晶方位が[111]方向に並んだよりおおきい結晶を持つ組織と結晶方位を制御することが必要であると考えられている。従来のブリッジマン法や帯域溶融法などの単結晶育成法では[112]方向に双晶が成長し、[111]方向に成長した超磁歪材が得られていない。しかしながら、TbFe_2の易磁化軸は[111]、DyFe_2は[100]で、Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2は混晶であるので、易磁化軸が[111]とは考えにくい。本年度は微小な力の効果が大きい微小重力環境下での磁場中一方向凝固により高性能Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2の合成を行い、結晶構造・組織との関係について検討した。
その結果、
1)微小重力下での0.3TbFe_2-0.7DyFe_2の一方向凝固の結果、凝固物の組織は板状あるいはセル構造を持ち、冷却方向に沿ってほぼ配向していた。
2)冷却及び磁束に沿った方向に<110>と<111>が微小重力下0〜低磁束中で凝固した試料中にほぼ観察された。常重力下では試料中に配向は観察されなかった。冷却及び磁束方向に沿って<311>配向が微小重力下高磁束中で見られた。
常重力下0T中での凝固では配向は見られなかったが、磁束密度が大きくなるほど冷却及び磁束方向に沿った<110>と<111>配向を示した。特に、常重力下0.04Tでの凝固物の場合、冷却及び磁束方向に明確な<110>配向を示した。
3)冷却及び磁束方向に垂直な面に<110>及び<111>ピークが増加するほどλ_<//>が大きくなった。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of Microgravity and Magnetic Field on Metallurgical and Crystalline Structure of Magnetostrictive SmFe2 Synthesized by Unidirectional Solidification2006

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Okutani, Hideaki Nagai, Mikito Mamiya, Martin Castillo
    • 雑誌名

      Ann. N. Y. Acad. Sci. 1077

      ページ: 146-160

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of Structure Controlled Magnetostrictive Materials by Use of Microgravity and Magnetic Fields2006

    • 著者名/発表者名
      T.Okutani, H.Nagai, M.Mamiya, M.Castillo
    • 雑誌名

      Advances in Science and Technology 44

      ページ: 875-884

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Magnetic Field on Metallurgical Structure of Magnetostrictive Alloy Solidified Unidirectionally in Microgravity2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutani, Y.Nakata, H.Nagai, M.Mamiya
    • 雑誌名

      Microgravity Science & Technology XVI/1

      ページ: 84-88

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Microgravity and Magnetic Field on Metallic and Crystalline Structure of Magnetostrictive SmFe2 Synthesized by Unidirectional Solidification2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutani, H.Nagai, M.Mamiya, M.Castillo
    • 雑誌名

      Proceedings of the Interdisciplinary Transport Phenomena in Microgravity and Space Science Conference IV, Tomar Protugal

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Synthesis of giant magnetostrictive materials with metallurgical and crystalline alignment, "Studies on Crystal Growth under Microgravity" (edited by Y.Hayakawa and Y.Furukawa)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Okutani, H.Nagai, M.Mamiya
    • 出版者
      Research Signpost
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

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