| 研究課題/領域番号 |
21K04707
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
川又 透 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90638355)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 磁歪材料 / 電磁鋼板 / 電析めっき / 環境発電 / 方向性電磁鋼板 / 振動発電 / FeGa合金 / 逆磁歪 / 磁歪 / エネルギーハーベスティング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
身の回りに発生する機械的振動エネルギーを有用な電気エネルギーに変換する環境発電技術として, FeGa単結晶合金を用いた逆磁歪式振動発電デバイスが期待されている. 安価に供給されているFeSi方向性電磁鋼板をテンプレート材料として, これにガリウム元素を浸透させることにより, 結晶方位の集積した ”方向性FeGa合金” を得るための新規合成手法を確立する。また磁区構造のin-situ観察を通してバイアス磁場の最適化と発電量の向上を目指す. 近年のIoTデバイスの爆発的な普及を背景として, 本研究の遂行により経済的な波及的効果が極めて高い成果が得られると考えている.
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| 研究成果の概要 |
本研究では, FeGa単結晶合金の代替となる, 安価かつ高性能な磁歪材料を開発することを目標として, 市販の方向性電磁鋼板にガリウムを拡散させたFe-Si-Ga 合金を作製した. 方向性電磁鋼板はGaの添加によって, FeGa単結晶合金の特徴である<100>方位に関するヤング率の減少および磁歪量の増加を示すことが明らかにされた. また, 微量の添加元素を加えることによって磁歪及び逆磁歪能力が向上することを明らかにした. 方向性電磁鋼板にガリウムを拡散させたFe-Si-Ga 合金は Fe-Ga 単結晶の代替材料として有望であることが示唆された.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
の回りに発生する機械的振動エネルギーを有用な電気エネルギーに変換する環境発電 (エネルギーハーベスティング)技術として, FeGa単結晶合金を用いた逆磁歪式振動発電デバイスが期待されているが, 実用化・普及に際してFeGa単結晶合金の低コスト化が大きな課題となっている. 本研究では, 長年に渡る研究開発により既に低コスト化・量産化の技術が確立されているFeSi方向性電磁鋼板をテンプレート材料として, これにガリウム元素を浸透させることにより, 結晶方位の集積した安価な ”方向性FeGa合金” を得るための新規合成手法を確立し、その特性を明らかにした。
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