| 研究課題/領域番号 |
20H02474
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
佐藤 成男 茨城大学, 応用理工学野, 教授 (40509056)
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| 研究分担者 |
鈴木 茂 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 教授 (40143028)
星川 晃範 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 准教授 (60391257)
永野 隆敏 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (70343621)
小貫 祐介 茨城大学, フロンティア応用原子科学研究センター, 産学官連携助教 (50746998)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
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| キーワード | パーメンジュール合金 / 集合組織 / 相変態 / 中性子回折 / 軟磁気特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
軟磁気特性に優れたパーメンジュール(Fe-Co)合金の課題は、加工性と製造コストである。その問題を解決するため「結晶方位による表面エネルギーの違い」と「拡散誘起の相変態」を駆動力とした結晶方位制御プロセスを実現する。Coを20～30%まで減量すると、透磁率は低下するため、この問題解決に透磁率に優れた{100}面を板面に持つ結晶方位制御を行う。この組織制御はMn、炭素を微量添加し、脱Mn熱処理により表面エネルギーの低い{100}粒を板表層に核生成させ、続く脱炭熱処理においてオーステナイト→フェライト変態を駆動力とした粒成長を表層の{100}粒から生じさせる。
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| 研究成果の概要 |
パーメンジュール(Fe-Co)合金に対し、「結晶方位による表面エネルギーの違い」と「拡散誘起の相変態」を駆動力とした結晶方位制御プロセスを実現することを目的とする。パーメンジュール合金のCoを20～30%まで減量すると透磁率は低下する。この問題を解決するには、板表面に透磁率に優れた{100}面を持つ結晶方位制御が不可欠となる。そこで、パーメンジュール合金にMn、脱Mn熱処理により表面エネルギーの低い{100}粒を板表層に核生成させ、粒成長させる。中性子回折から観察された相変態温度をもとに熱処理温度を最適化し、熱処理を行ったところ、表面に{100}再結晶集合組織を形成させることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱処理に伴う組成変化を表面で生じさせ、それに伴う相変態を駆動力とした表面再結晶現象はほぼ未開拓の学術分野である。本研究ではこの表面再結晶を利用したND//{100}集合組織制御を実現している点に学術的意義がある。特に、この手法を優れたCoを減量したパーメンジュール合金に適用したことにオリジナリティがある。{100}集合組織を持つCo減量パーメンジュール合金は軟磁気特性と高い飽和磁束密度を有することから、ドローンやeVTOLなどに向け、軽量高出力のモータコアとして活用されることが期待される。
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