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2007 年度 実績報告書

ホイスラー型機能性新材料の創製-その相安定性と物性-

研究課題

研究課題/領域番号 18106012
研究機関東北大学

研究代表者

貝沼 亮介  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20202004)

研究分担者 石田 清仁  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20151368)
大沼 郁雄  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20250714)
藤田 麻哉  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10323073)
及川 勝成  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70356608)
キーワードホイスラー合金 / 状態図 / 規則-不規則変態 / マルテンサイト変態 / 磁気変態 / 磁性形状記憶 / 磁気冷凍 / ハーフメタル
研究概要

近年、申請者らは、室温近傍で強磁性母相から非磁性相へとマルテンサイト変態を生じるNi_2MnIn基形状記憶合金を見出した。本研究では、これらNi基およびCo基機能性ホイスラー化合物に関して、その磁気変態や相安定性等の基礎物性を明らかにした上で、これら基礎研究の成果を利用し新規機能性ホイスラー材料の磁気アクチュエータ、磁気冷凍、TMRデバイスへの応用を目指すものである。
平成19年度の研究内容は、以下に示すとおりである。
(1)コンビナトリアル実験手法を確立すると共に、Co-Ni-Ga、Ni-Fe-Ga、Co-Mn-Ga、Ni-Mn-Inの各3元系状態図を決定した。
(2)Co-W-Al、Co-Fe-Al系の熱力学解析を行った。
(3)Ni-Mn-Al-Co系において新たにメタ磁性形状記憶合金を見出した。
(4)Ni-Mn-In-Co合金においてマルテンサイト変態がおよそ200Kで中断する現象を確認し、変態エントロピー変化の異常を見出した。また、同様の現象をNi-Mn-InおよびNi-Mn-Sn-Coにおいても確認した。
(5)Ni-Mn-Sn-Co系でアトマイズ粉末を作製し、その組織と熱処理による変態挙動を調査した。その結果、アトマイズままでは鋳造組織が残り明瞭なマルテンサイト変態が見られないが、900℃で2hの熱処理により、強磁性から非磁性への明瞭な変態が得られた。
(6)Co_2MnAl-Co_2MnSiの組成断面を調査し、これらの合金の規則-不規則変態温度は、Si濃度の増加により直線的に上昇することが分かった。また、この研究を通して、従来不明であったCo_2MnSi合金の仮想的な規則-不規則変態温度を決定することができた。

  • 研究成果

    (39件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件) 学会発表 (18件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Phase equilibria in the Ni-Co-Ga alloy system2008

    • 著者名/発表者名
      R. Ducher, ら
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metamagnetic Shape Memory Effect in NiMn-Based Heusler-Type Alloys2008

    • 著者名/発表者名
      R. Kainuma, ら
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry (印刷中)

      ページ: DOI: 10.103 9/b713947

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase stability and magnetic properties of L2_1 phase in Co_2Mn(Al_<1-x>Si_v)Heusler alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Rie Y. Umetsu, ら
    • 雑誌名

      Scripta Materialia 58

      ページ: 723-726

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties, phase stability, electronic structure, and half-metallicity of L2_1-type Co_2(V_<1-x>Mn_x)Ga Heusler alloys2008

    • 著者名/発表者名
      Rie Y. Umetsu, ら
    • 雑誌名

      Physical Review B 77

      ページ: 104422

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic assessment of the Co-La and Mo-La systems2008

    • 著者名/発表者名
      C. P. Wang, ら
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 453

      ページ: 174-179

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamic assessment of the Co-Th and Fe-Th systems2008

    • 著者名/発表者名
      C. P. Wang, ら
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic arrest of martensitic transformation in the NiCoMnIn metamagnetic shape memory alloy2008

    • 著者名/発表者名
      W.Ito, ら
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 92

      ページ: 021908

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase equilibria and stability of B2 and L2_1 ordered phases in the Co-Fe-Ga Heusler alloy system2007

    • 著者名/発表者名
      R. Ducher, ら
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 437

      ページ: 93-101

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of Phase TransformationTemperatures by Substitutes in Ni-Fe-Ga Ferromagnetic Shape Memory Allos2007

    • 著者名/発表者名
      H. Morito, ら
    • 雑誌名

      Materials Transactions 48

      ページ: 2847-2850

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pd-In-Fe shape memory alloy2007

    • 著者名/発表者名
      H. Ishikawa, ら
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 90

      ページ: 261906

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Martensitic and Magnetic Transformation Behaviors in Heusler-Typ NiMnIn and NiCoMnIn Metamagnetic Shape Memory Alloys2007

    • 著者名/発表者名
      W. Ito, ら
    • 雑誌名

      Metall. Mater. Trans. A 38A

      ページ: 759-766

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase Equilibria and Phase Transition on the Ni-Fe-Ga Ferromagnetic Shape Memory Alloy System2007

    • 著者名/発表者名
      K. Oikawa, ら
    • 雑誌名

      Metall. Mater. Trans. A 38A

      ページ: 767-776

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic and thermoelectric properties of Ni_<50>-Mn_<36>Sn_<14> in high-magnetic fields2007

    • 著者名/発表者名
      K. Koyama, ら
    • 雑誌名

      J. of Magnetism & Magnetic Materials 310

      ページ: e994-e995

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pressure effect on transformation temperatures of ferromagnetic shape memory alloy Ni_<50>-Mn_<36>Sn_<14>2007

    • 著者名/発表者名
      T. Yasuda, ら
    • 雑誌名

      J. of Magnetism & Magnetic Materials 310

      ページ: 2770-2772

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic shape memory behaviour2007

    • 著者名/発表者名
      P. J. Brown, ら
    • 雑誌名

      J. of Magnetism & Magnetic Materials 310

      ページ: 2755-2760

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stress-assisted magnetic-field-induced strain in Ni-Fe-Ga-Co ferromagnetic shape memory alloys2007

    • 著者名/発表者名
      H. Morito, ら
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 90

      ページ: 062505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NiMn基ホイスラー合金におけるメタ磁性形状記憶効果2007

    • 著者名/発表者名
      貝沼亮介, ら
    • 雑誌名

      まぐね 2

      ページ: 241-247

    • 査読あり
  • [学会発表] Metamagnetic Shape Memory Effect in the Ni-Mn-based Heusler-Type Alloys2007

    • 著者名/発表者名
      R. Kainuma
    • 学会等名
      The International Conference on Shape Memory and Superalastic Technologies
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-12-03
  • [学会発表] Stress-assisted magnetic-field-induced strain in Ni-Fe-Ga based ferr omagnetic shape memory alloy system2007

    • 著者名/発表者名
      H. Morito
    • 学会等名
      The International Conference on Shape Memory and Superalastic Technologies
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-12-03
  • [学会発表] Magnetic and electric properties under high magnetic field in NiCoMnIn metamagnetic shape memory alloy2007

    • 著者名/発表者名
      R. Y. Umetsu
    • 学会等名
      The International Conference on Shape Memory and Superalastic Technologies
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-12-03
  • [学会発表] Martensitic Transformations and Magnetic properties in Pd-In-Fe shape memory alloys2007

    • 著者名/発表者名
      H. Ishikawa
    • 学会等名
      The International Conference on Shape Memory and Superalastic Technologies
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2007-12-03
  • [学会発表] Magnetic properties and stability of L2_1 and B2 phases in the Co_2 MnAl Heusler alloy2007

    • 著者名/発表者名
      R. Y. Umetsu
    • 学会等名
      52nd Annual Conference on the Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      Tampa, Florida
    • 年月日
      2007-11-06
  • [学会発表] Metamagnetic Shape Memory Effect in the Ni-Mn-Based Heusler-type Alloys(招待講演)2007

    • 著者名/発表者名
      R. Kainuma
    • 学会等名
      The 44th annual meeting of the Society of Enginee ring Science
    • 発表場所
      College Station, Texas
    • 年月日
      2007-10-22
  • [学会発表] Ni-Fe-Ga-Co合金における結晶磁気異方性の圧方依存性2007

    • 著者名/発表者名
      森戸春彦
    • 学会等名
      第141回日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] Ni-Mn-Sn系合金のマルテンサイト変態と磁気特性2007

    • 著者名/発表者名
      伊藤恒平
    • 学会等名
      第141回日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] NiNoMnInメタ磁性形状記憶合金におけるマルテンサイト変態の異常挙動2007

    • 著者名/発表者名
      伊東航
    • 学会等名
      第141回日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] Fe_2YZ(Y=Cr, Co, Z=Al, Ga)ホイスラー合金の相状態と磁気的性質2007

    • 著者名/発表者名
      梅津理恵
    • 学会等名
      第141回日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] Co-W-Ta合金における相平衡とL1_2化合物の相安定性2007

    • 著者名/発表者名
      知念響
    • 学会等名
      第141回日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] Ni_<51>Fe_<22>Ga_<27>合金のマルテンサイト変態に先立つ変調構造の解析2007

    • 著者名/発表者名
      村上恭和
    • 学会等名
      第141回日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-12
  • [学会発表] 高性能Cu-Al-Mn形状記憶合金の材料特性(基調講演)2007

    • 著者名/発表者名
      貝沼亮介
    • 学会等名
      日本機械学会 先進機能材料・先進構造材料の開発・評価・応用に関するコラボレーション・シンポジウム
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2007-06-15
  • [学会発表] Co-Ni-A1基強磁性形状記憶合金における超弾性特性2007

    • 著者名/発表者名
      田中優樹
    • 学会等名
      日本機械学会 先進機能材料・先進構造材料の開発・評価・応用に関するコラボレーション・シンポジウム
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2007-06-15
  • [学会発表] Ni-Fe-Ga系強磁性形状記憶合金の開発2007

    • 著者名/発表者名
      及川勝成
    • 学会等名
      日本機械学会 先進機能材料・先進構造材料の開発・評価・応用に関するコラボレーション・シンポジウム
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2007-06-15
  • [学会発表] Pd-In-Fe合金の相平衡とマルテンサイト変態2007

    • 著者名/発表者名
      石川博康
    • 学会等名
      日本機械学会 先進機能材料・先進構造材料の開発・評価・応用に関するコラボレーション・シンポジウム
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2007-06-15
  • [学会発表] NiMnIn基合金におけるメタ磁性形状記憶効果2007

    • 著者名/発表者名
      伊東 航
    • 学会等名
      日本機械学会 先進機能材料・先進構造材料の開発・評価・応用に関するコラボルーション・シンポジウム
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2007-06-15
  • [学会発表] 強磁性形状記憶合金の応力印加型磁場誘起歪み2007

    • 著者名/発表者名
      森戸春彦
    • 学会等名
      日本機械学会 先進機能材料・先進構造材料の開発・評価・応用に関するコラボレーション・シンポジウム
    • 発表場所
      石垣
    • 年月日
      2007-06-15
  • [図書] Methods for Phase Diagram Determination2007

    • 著者名/発表者名
      R. Kainuma, ら
    • 総ページ数
      361-382
    • 出版者
      Elsevier
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kainuma/j/theme/kakenhi.htm

  • [産業財産権] 熱磁気エンジン2008

    • 発明者名
      貝沼亮介, ら
    • 権利者名
      東北大学トヨタ自動車
    • 産業財産権番号
      特許 2008-046875
    • 出願年月日
      2008-02-27
  • [産業財産権] 熱エンジン2008

    • 発明者名
      貝沼亮介, ら
    • 権利者名
      東北大学トヨタ自動車
    • 産業財産権番号
      特許 2008-046875
    • 出願年月日
      2008-02-27

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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