機能性発現を目指した磁性金属合金の強磁場中状態図

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360285
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 小山 佳一 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (70302205)
• 研究分担者: 伊藤 昌和 鹿児島大学, 理工学研究科, 准教授 (40294524) ; 廣井 政彦 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (80212174)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 強磁場 / 平衡状態図 / 磁場中合成 / 磁場制御 / 機能性材料

研究概要

強磁性体MnBiの強磁場中熱分析の結果について解析したところ、強磁性MnBi-->常磁性Mn1.08Bi＋液相への分解温度（約630 K @ゼロ磁場）が磁場45 Tで約90 K上昇する。Mn-Biの磁場18 Tの平衡状態図を実験的に完成させ、ゼロ磁場と大きく異なることを見出した。強磁場中の平衡状態図は本研究が初めてである。炭素鋼の強磁場中状態図を作成した。CALPHAD法に磁場中磁気エネルギーを取り込んだ計算手法を開発した。強磁場平衡状態図を基礎に強磁場による純良試料の作成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] 強磁場中示差熱分析による Fe-C のα→γ変態に対する強磁場効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三井 好古, 池原 佑基, 高橋 弘紀, 渡辺 和雄, 小山 佳一
  • 雑誌名: 熱測定 巻: Vol.41 ページ: 43-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and magnetic properties of magnetic shape memory alloy Ni_<46> Mn_<41> In_<13> under magnetic fields (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Abematsu, R.Y. Umetsu, R. Kainuma, T. Kanomata, K. Watanabe and K. Koyama
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: Vol.55 ページ: 477-481
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic and electrical properties of Mn_<2-x>Ni_<1+x>Sb (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimine, D. Mitsunaga, H. Orihashi, D. Shimada, M. Hiroi, R. Onodera, S. Kimura, K. Takahashi and K. Koyama
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn 巻: Vol.50 ページ: 1001204-(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic field effect on magnetic and electrical properties of Mn_<2-x>Cu_xSb (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, H. Orihashi, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, M. Hiroi, K. Koyama
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn. 巻: Vol.50 ページ: 100074-(4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of Mn_2Sb_<1-x>Z_x (Z = Ge, Sn) (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, D. Shimada, H. Orihashi, D. Mitsunaga, M. Hiroi, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, R. Onodera, S. Kimura, and K. Takahashi
  • 雑誌名: Rep. Fac. Sci. 巻: Vol.46 ページ: 37-42
• [雑誌論文] Thermal analysis on MnBi in high magnetic fields up to 45 T (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mitsui, Y. Ikehara, K. Watanabe, E.S. Choi, E.C. Palm and K. Koyama
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc. 巻: Vol.62 ページ: 1769-1772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermodynamic assessment for the Bi-Mn binary phase diagram in high magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mitsui, K. Oikawa, K. Koyama and K. Watanabe
  • 雑誌名: J. Alloys Comp. 巻: Vol.577 ページ: 315-319
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiferromagnetic transition in Ru 2 CrSi in magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Hiroi, K. Uchida, I. Shigeta, M. Ito and K. Koyama
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc. 巻: Vol.62 ページ: 2068-2072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic properties of Mn_2Sb_<1-x>Ge_x (0.05 <= x <= 0.2) in high magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Shimada, H. Orihashi, D. Mitsunaga, M. Ito, M. Hiroi and K. Koyama
  • 雑誌名: J. Korean Phys. Soc. 巻: Vol.62 ページ: 747-750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic and Structural Properties of Mn_<1.8>Co_<0.2>Sb under High Magnetic Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Orihashi, M. Hiroi, Y. Mitsui, K. Takahashi, K. Watanabe, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko and K. Koyama
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: Vol.54 ページ: 969-973
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Powder Diffraction Studies on MnFeP_<0.78>Ge_<0.22> in High Magnetic Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, K. Watanabe, O. Tegus, E. Brück, K.H.J. Buschow, F.R. de Boer
  • 雑誌名: J. Low Temp. Phys. 巻: Vol.170, No.5-6 ページ: 279-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bi-Mn Binary Phase Diagram in High Magnetic Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mitsui, K. Koyama and K. Watanabe
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: Vol.54, No.2 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat-treatment processing for MnBi in high magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Watanabe, Y. Mitsui, K. Koyama
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology 巻: Vol.78 ページ: 19-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mn_<2-x>Co_x Sb (x = 0.17, 0.2)の強磁場中磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 満永大輔, 廣井政彦, 三井好古, 高橋弘紀, 渡辺和雄, 松林和幸, 上床美也, 小山佳一
  • 雑誌名: 鹿児島大学理学部紀要 巻: Vol.45 ページ: 43-49
• [雑誌論文] Controlled Equilibrium State of Ferromagnetic MnBi by High Magnetic Fields (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, Y. Mitsui, E.S. Choi, Y. Ikehara, E. Palm, and K. Watanabe
  • 雑誌名: Proceedings of the 22nd International Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications ページ: 110-113
• [雑誌論文] 強磁場 X 線回折実験による Mn_<1.8>Co_<0.2>Sbの磁場中結晶評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 満永大輔, 廣井政彦, 三井好古, 高橋弘紀, 渡辺和雄, 小山佳一
  • 雑誌名: 日本金属学会誌 巻: Vol.76, No.4 ページ: 246-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an x-ray diffraction camera used in magnetic fields up to 10 T (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mitsui, K. Koyama, K. Takahashi and K. Watanabe
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum. 巻: Vol.82 ページ: 125104(1)-125104(6)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Change of the equilibrium state of ferromagnetic MnBi by high magnetic fields (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, Y. Mitsui, E.S. Choi, Y. Ikehara, E.C. Palm, K. Watanabe
  • 雑誌名: J. Alloys. Comp. 巻: Vol.509 ページ: L78-L80
  • 査読あり
• [学会発表] Magnetic Field Effect on the Equilibrium Diagram of Bi-Mn Binary System (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, Y. Mitsui, K. Oikawa and K. Watanabe
  • 学会等名: 10th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering
  • 発表場所: ギリシャ
  • 年月日: 20140404-07
• [学会発表] MnBiの強磁場中合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三井好古, 梅津理恵, 渡辺和雄, 小山佳一
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 平塚
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] Mn_2Sb 系メタ磁性体の高圧下における磁気状態 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本佳大, 小山佳一, 松林和幸, 上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 平塚
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 強磁場中固相反応焼結によるMnBiの作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三井好古, 梅津理恵, 小山佳一, 渡辺和雄
  • 学会等名: 日本金属学会2014年春期講演大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-23
• [学会発表] 強磁場中液相焼結によるMnBi の作製と特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: アベ松賢一, 小山佳一, 三井好古, 梅津理恵, 高橋弘紀
  • 学会等名: 日本金属学会2014年春期講演大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140321-23
• [学会発表] 強磁場中液相焼結によるMnBi の合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: アベ松賢一, 三井好古, 梅津理恵, 小山佳一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 相模原
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] 磁場中での磁場誘起形状記憶合金Ni_<46>Mn_<41>In_<13>の構造特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: アベ松賢一, 梅津理恵, 貝沼亮介, 鹿又武, 渡辺和雄, 小山佳一
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 相模原
  • 年月日: 20140317-20
• [学会発表] Mn<2-x> Cu_xSbの強磁場下における磁気特性及び電気的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本佳大, 折橋広樹, 廣井政彦, 小山佳一, 松林和幸, 上床美也
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20130917-19
• [学会発表] ホイスラー合金Mn<2-x>Ni<1+x>Sbの強磁場中電気的及び磁気的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉峰裕貴, 満永大輔, 廣井政彦, 小野寺礼尚, 高橋弘紀, 小山佳一
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20130917-19
• [学会発表] メタ磁性形状記憶合金Ni_<46>Mn_<41>In_<13>の磁場中結晶構造評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: アベ松賢一, 梅津理恵, 貝沼亮介, 鹿又武, 渡辺和雄, 小山佳一
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 京田辺
  • 年月日: 20130916-20
• [学会発表] Structural properties of magnetic shape memory alloy Ni 46 Mn 41 In 13 under magnetic fields (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Abematsu, R.Y. Umetsu, R. Kainuma, T. Kanomata, K. Watanabe, K. Koyama
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] Magnetic and electrical properties of Mn<2-x>Ni<1+x>Sb (2013)
  • 著者名/発表者名: D. Mitsunaga, Y. Yoshimine, H. Orihashi, D. Shimada, M. Hiroi, R. Onodera, K. Takahashi, K. Koyama
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] Bi-Mn Phase Diagram in High Magnetic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Mitsui, K. Koyama, K. Oikawa, K. Watanabe
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] Magnetic properties of Mn_2Sb<1-x>Z_x (Z = Ge, Sn) (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, D. Shimada, H. Orihashi, D. Mitsunaga, M. Hiroi
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] Magnetic field effect on magnetic and electrical properties of Mn<2-x>Cu_x Sb (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, H. Orihashi, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, M. Hiroi, K. Koyama
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 20130721-25
• [学会発表] 圧力下におけるMn<2-x>CoxSbの磁気緩和 (2013)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 松林和幸, 上床美也, 小山佳一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東広島
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Mn_2Sb_<1-x>Z_x(Z=Ge, Sn, 0.05 <= x <= 0.2)の磁気特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島田大輔, 折橋広樹, 満永大輔, 廣井政彦, 小山佳一, 小野寺礼尚, 三井好古, 木村尚次郎, 高橋弘紀, 池田大地, 安達義也
  • 学会等名: 日本金属学会春期講演大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130326-29
• [学会発表] Mn_2Sb_<1-x>Z_x(Z=Ge, Sn, 0.05 <= x <= 0.2)の磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田大輔, 折橋広樹, 満永大輔, 小山佳一, 松林和幸, 上床美也, 小野寺礼尚, 高橋弘紀
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] Mn_2Sb<1-x>Ge_x(0.05 <= x <= 0.2)の強磁場下磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田大輔,折橋広樹,満永大輔,伊藤昌和,廣井政彦,小山佳一,小野寺礼尚, 高橋弘紀, 松林和幸, 上床美也
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20120917-19
• [学会発表] Mn_<2-x>Co_xSbの磁気緩和 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 小山佳一, 松林和幸, 上床美也
  • 学会等名: 日本金属学会秋期大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20120917-19
• [学会発表] 強磁場下におけるMn_2Sb_<1-x>Ge_x(0.05 <= x <= 0.2)の磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島田大輔, 折橋広樹, 満永大輔, 伊藤昌和, 廣井政彦, 松林和幸, 上床美也, 小野寺礼尚, 高橋弘紀, 小山佳一
  • 学会等名: 応用物理学会秋季大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] 圧力下における Mn_<2-x>Co_xSbの磁気特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 松林和幸, 上床美也, 小山佳一
  • 学会等名: 応用物理学会秋季大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Differential Thermal Analysis on MnBi in High Magnetic Fields up to 45 T (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, Y. Mitsui, Y. Ikehara, K. Watanbe, E.S. Choi, E.C. Palm
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 韓国
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] Magnetic Properties of Mn_2Sb_<1-x>Ge_x(0.05 <= x <= 0.2) in High Magnetic Field (2012)
  • 著者名/発表者名: D. Shimada, H. Orihashi, D. Mitsunaga, M. Ito, M. Hiroi, R. Onodera, K. Takahashi, K. Matsubayashi, Y. Uwatoko, K. Koyama
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 韓国
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] High Field X-ray Diffraction Measurements of Mn_<1.8>Co_<0.2>Sb (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Orihashi, M. Hiroi, Y. Mitsui, K. Takahashi, K. Watanabe, K. Koyama
  • 学会等名: The 19th International Conference on Magnetism
  • 発表場所: 韓国
  • 年月日: 20120708-13
• [学会発表] X-ray Powder Diffraction Studies on MnFeP_<1-x>Z_x(Z = As, Si, Ge) in High Magnetic Fields (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, K. Watanabe, O. Tegus, E. Bruck, K.H.J. Buschow, F.R. de Boer
  • 学会等名: The 10th International Conference on Research in High Magnetic Fields
  • 発表場所: 中国
  • 年月日: 20120703-06
• [学会発表] PHASE DIAGRAM OF MN-BI IN HIGH MAGNETIC FIELD (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama
  • 学会等名: 5th International Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields
  • 発表場所: フランス
  • 年月日: 20120513-17
  • 招待講演
• [学会発表] Mn_<2-x>Co_xSbの圧力下磁化測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折橋 広樹, 小山 佳一, 松林 和幸, 上床 美也
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20120328-30
• [学会発表] 圧力下磁化測定による Mn_<2-x>Co_xSbのカイネティックアレスト効果の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 小山佳一, 松林和幸, 上床美也
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 三田
  • 年月日: 20120324-27
• [学会発表] 磁性金属材料の強磁場中状態図 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小山佳一
  • 学会等名: 日本結晶成長学会・バルク成長分科会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-02-24
• [学会発表] 強磁性体MnBiの強磁場中示差熱分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山佳一, 三井好古, 渡辺和雄, E. S Choi, E. Palm
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 宜野湾
  • 年月日: 20111107-09
• [学会発表] 強磁場X線回折実験による Mn_<1.8>Co_<0.2>Sbの磁場中結晶評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 小山佳一, 満永大輔, 三井好古, 高橋弘紀
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 宜野湾
  • 年月日: 20111107-09
• [学会発表] 強磁場中示差熱分析測定によるMn-Bi二元系の強磁場中平衡状態図の作成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三井好古, 小山佳一, 及川勝成, 渡辺和雄
  • 学会等名: 日本磁気科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] 強磁場 X 線回折実験によるMn_<1.8>Co_<0.2>Sbのカイネティックアレスト効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 折橋広樹, 小山佳一, 満永大輔, 三井好古, 高橋弘紀
  • 学会等名: 日本磁気科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110926-28
• [学会発表] Fe-C二元合金の強磁場中示差熱分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山佳一, 池原佑基, 高橋弘紀, 木村尚次郎, 古原忠, 宮本吾郎, 渡辺和雄
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20110920-22
• [学会発表] 超高磁場下における金属材料の特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山佳一
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会・日本金属学会中四国支部合同公演大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20110808-09
  • 招待講演
• [学会発表] Differential thermal analysis for MnBi in high magnetic field up to 45 T (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Koyama, Y. Mitsui, E. S. Choi, Y. Ikehara, E. C. Palm, and K. Watanabe
  • 学会等名: International Conference of AUMS
  • 発表場所: 韓国
  • 年月日: 20101205-08
  • 招待講演
• [学会発表] MnBiの45T定常強磁場下示差熱分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小山 佳一, 三井 好古, E.S. Choi, 池原 佑基, E. Palm, 渡辺和雄
  • 学会等名: 日本応用物理学会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 20100914-17
• [備考]
  • URL: http://www.sci.kagoshima-u.ac.jp/~koyama/
• [産業財産権] 永久磁石の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 三井好古, 梅津理恵, 渡邉和雄, 小山佳一
  • 権利者名: 三井好古, 梅津理恵, 渡邉和雄, 小山佳一
  • 産業財産権種類: 特許願
  • 産業財産権番号: 2013-197699
  • 出願年月日: 2013-09-25