逆磁歪を利用した異方性制御機構の解明とそれを利用した低損失モータ用電磁鋼板の開発

• 研究課題/領域番号: 26289084
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石山 和志 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (20203036)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 磁気異方性 / 電磁鋼板 / 渦電流損失 / 逆磁歪効果 / 磁区 / 損失 / モータコア

研究成果の概要

逆磁歪効果を利用した新しい異方性制御手法を提案するとともに、それが大量生産に適した優れた手法であることを明確化した。具体的には、現在表面絶縁のために用いられているコーティング材料と地金との間の熱膨張係数の差を利用することで地金に面内均一な応力を与えることができ、それにより磁化の垂直方向成分を減じ、結果として面内渦電流損失を低減できることを明らかにした。この成果は、異方性制御手法という磁気工学あるいは磁性材料学の基礎検討であるとともに、エネルギー消費を驚異的に低減できる新たな材料開発であり極めて価値の高い研究である。

研究成果

• [雑誌論文] Internal stress distribution for generating closure domains in laser-irradiated Fe-3%Si(110) steels (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata, M. Imafuku, T. Suzuki, T. Shobu, H. Orihara, Y. Sakai, K. Akira, S. Ohya, and K. Ishiyama
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 117 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4916183
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Temperature Dependence of Lancet Domains in Grain-Oriented Fe-3%Si Steels (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata, M. Suzuki, M. Hashimoto, M. Ueda, Y. Matuoka, T. Yasue, T. Koshikawa, M. Kotsugi, T. Ohkochi, T. Kinoshita, Y. Watanabe, K. Ishiyama
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: 51 号: 11 ページ: 2002504-2002504
  • DOI: 10.1109/tmag.2015.2431713
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Calculation of Basic Domain Width Considering Lancet Domains in (110)[001]Fe3%Si (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiji Iwata, Satoshi Arai, Kazushi Ishiyama
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 巻: 50 号: 2 ページ: 7008604-7008604
  • DOI: 10.1109/tmag.2013.2283299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative Analysis of 90° Closure Domains Occurring by Compressive Stress in Fe3%Si(110) Steels (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiji Iwata, Kazushi Ishiyama, Masahiko Suzuki, Michihiko Hashimoto, Masato Ueda, Yoshiaki Matuoka, Tsuneo Yasue, Takanori Koshikawa, Masato Kotsugi, Takuo Ohkochi, Toyohiko Kinoshita, Yoshio Watanabe
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 巻: 50 号: 11 ページ: 2007004-2007004
  • DOI: 10.1109/tmag.2014.2327645
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction method of basic domain structure in Fe3%Si(110) single crystal (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Iwata, M. Fujikura, S. Arai, K. Ishiyama
  • 雑誌名: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 巻: 115 号: 17
  • DOI: 10.1063/1.4868923
  • 査読あり