メカニカルアロイングによるFe-Niインバー合金の磁性の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650681
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 小野 文久 岡山大学, 理学部, 教授 (00005406)
• 研究分担者: 岩瀬 彰宏 日本原子力研究所, 物質科学部, 主任研究員
• キーワード: インバー合金 / 組成の分布の磁性への影響 / 強磁性金属合金 / キュリー点 / イオン照射効果

研究概要

Fe-Niインバー合金はNiの組成が35at%付近の合金であり、室温で熱膨張率が非常に小さいため、多方面への応用が重視されているが、磁気的性質においても多くの異常な性質を持つことで知られている。また、応用面だけでなく、インバー合金の磁性は金属強磁性の発生の基本的原因に対して重要な位置を占めており、この分野からの研究も数多く行われている。しかし、この合金には本質的に組成のゆらぎが存在し、磁気特性に影響を及ぼすことがわかっているが、人工的に組成のゆらぎを変化させて磁気特性を調べる研究はこれまでにあまり行われていない。本研究では組成のゆらぎを大きくする方法としてメカニカルアロイングを採用し、試料作成後、400-1000℃の範囲で熱処理することにより、通常の溶解法で作成する場合のゆらぎから、その10倍以上の幅を持つ合金まで作成し、キュリー点、磁化率、磁化曲線などを測定してきた。今回、組成がfccとbcc相の境界により近いFe-30.9at%Niインバー合金を作成し、その磁性を調べた。その結果はインバー組成の合金と同じく、キュリー点は組成のゆらぎが大きくなるに連れて最初少し減少し、最小値を取った後、大きく上昇して行くことがわかった。また、飽和磁化もいったん減少し、最小値を取った後、増加し、高磁場磁化率は少し上昇し、最大値を示した後、下降して行くことがわかった。この様な組成のゆらぎに対する磁性の変化は、ゆらぎをガウス分布と仮定して非常によく説明できることがわかった。また、高エネルギーイオン照射によりイオンの通過した部分のまわりに組成のゆらぎの変化と見られる磁化率の変化が観測された。

研究成果

• [文献書誌] F.Ono, et al., A.Iwase, et al.: "Magnetic properties of Fe-Ni Invar alloys irradiated by high-energy heavy ions"RIKEN Accel.Progress Report. 34. 91 (2001)
• [文献書誌] S.Wei, et al., F.Ono, et al., A.Iwase: "Pressure effect on the Curie temperature in Fe-Ni Invar mechanical alloys"Journal of Physics : Condensed Matter. (in press). (2002)
• [文献書誌] N.Matsushita et al., F.Ono: "Anomalous magnetic moments in Fe-Pt and Fe-Pd Invar alloys under high pressure"Journal of Physics : Condensed Matter. (in press). (2002)
• [文献書誌] F.Ono, A Iwase et al.: "Anomalous shift of the Curie temperature in Fe-Ni Invar alloys irradiated with high-energy heavy ions"RIKEN Accel.Progress Report. (in press). (2002)