2003 Fiscal Year Annual Research Report
鉄基形状記憶合金のマルテンサイトバリアント変換に及ぼす磁場効果
Project/Area Number |
03J50661
|
Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
阪本 辰顕 大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)
|
Keywords | 強磁性形状記憶合金 / 磁場誘起歪 / バリーアント再配列 / Fe-Pd合金 / 結晶磁気異方性 |
Research Abstract |
Pdを約30at.%含むFe-Pd合金は強磁性形状記憶合金として知られている。強磁性形状記憶合金は磁場を印加することにより数%もの歪を示すため、磁場印加により駆動するアクチュエータへの応用が期待されている。磁場誘起歪の基本的な発現機構は以下のように考えられている。母相冷却し、マルテンサイト変態させると数種類のバリアントが生成される。そこへ外部磁場を印加すると、各バリアントが最も結晶磁気異方性エネルギーの低いバリアントへ再配列し、バリアントの存在割合が変化することにより歪が発生する。磁場印加によりバリアントが再配列するということは、磁場印加により双晶界面にせん断応力τ_<mag>が発生していると考えられる。そしてτ_<mag>が双晶界面を動かすために必要なせん断応力τ_<req>より大きくなっていると考えられる。このことはNi-Mn-Gaにおいて確認されているがFe-Pdにおいては確認されていないため、本研究において確認を行った。磁場を[001]、[011]および[111]に印加した場合、τ_<mag>は最大でK_u/s、K_u/2sおよび0(K_u:結晶磁気異方性定数、s:シアー量)と考えられる。77Kにおいて磁化曲線よりK_uは約350kJ/m^3であり、シアー量は0.124である。したがって磁場を[001]、[011]および[111]に印加した場合、τ_<mag>の最大値は2.8MPa、1.4MPaおよび0とMPaなる。τ_<req>は引張試験の結果より1から1.5MPaであるので、[001]についてはτ_<mag>>τ_<req>、[011]についてはτ_<mag>≒τ_<req>、[111]についてはτ_<mag><τ_<req>となる。この結果は磁場誘起歪の結果とよく一致する。以上より、τ_<mag>>τ_<req>ならば磁場印加によりバリアント再配列が起こることがわかった。この結果はNi-Mn-Gaにおける過去の報告と一致する。
|
Research Products
(6 results)
-
[Publications] Tatsuaki Sakamoto: "Magnetic field-induced strain in iron-based ferromagnetic shape memory alloys"Journal of Applied Physics. 93[10]. 8647-8649 (2003)
-
[Publications] Tatsuaki Sakamoto: "Influence of magnetic field direction on rearrangement of martensite variants in an Fe-Pd alloy"Materials Transactions. 44[12]. 2495-2498 (2003)
-
[Publications] Tatsuaki Sakamoto: "Crystallographic orientation dependence of magnetic field-induced strain in an Fe-31.2at.%Pd alloy"Transactions of the Materials Research Society of Japan. 28[2]. 247-248 (2003)
-
[Publications] Tatsuaki Sakamoto: "Giant magnetic field-induced strain due to rearrangement of variants in an ordered Fe_3Pt"Science and Technology of Advanced Materials. 5[1-2]. 35-40 (2004)
-
[Publications] Tatsuaki Sakamoto: "Rearrangement of Martensite Variants of Fe-31.2at.%Pd under Magnetic Field"Transactions of the Materials Research Society of Japan. (in press).
-
[Publications] Takashi Fukuda: "Influence of Magnetic Field Direction on Rearrangement of Martensite Variants in Fe_3Pt"Transactions of the Materials Research Society of Japan. (in press).