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2022 Fiscal Year Annual Research Report

磁歪の小さな鉄基合金単結晶の逆磁歪効果の発現機構解明と巨大逆磁歪材料の創製

Research Project

Project/Area Number 20H02424
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

藤枝 俊  大阪大学, 大学院工学研究科, 特任准教授(常勤) (60551893)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords磁性・電子・情報材料 / 逆磁歪効果 / 振動発電
Outline of Annual Research Achievements

磁性体に応力を印加すると磁気的性質が変化する現象は逆磁歪効果と呼ばれ、それを利用した振動発電は身の回りの振動から無線送信が可能な電力を高効率に発電できるため、革新的なエネルギーハーベスティング技術としてIoTデバイス用の小型電源としての応用が期待されている。本研究では、比較的小さな磁歪定数の鉄基合金の逆磁歪効果の発現機構を明らかにすることにより、新材料の設計指針を得ることを目的とする。
昨年度の研究で、引張り試験機に磁場印加機構を付加した独自のシステムを構築し、応力中磁化測定に成功した。これにより、一定応力を印加した状態で測定した磁化曲線から、各印加磁場における応力印加による磁化変化を求め、それを印加磁場に対して整理することで逆磁歪効果による磁束密度変化を間接的に評価することが出来る。本年度は、一定磁場を印加した状態で応力を印加することで生じる磁束密度変化、すなわち逆磁歪効果に起因した磁束密度変化を直接的に評価することが出来るように本システムを改良し、それを用いて比較的大きな磁歪定数のFe-Co合金の逆磁歪効果に及ぼす熱処理の影響を調べた。その結果、無印加応力での磁化曲線のヒステリシスが比較的大きい磁場領域において、直接測定で評価した磁束密度変化は、間接測定で評価した値と有意に異なることが明らかになった。つまり、間接測定は比較的簡便に逆磁歪効果に起因した磁束密度変化を評価できるが、ヒステリシスが大きい材料の場合には直接測定が有効であることが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

逆磁歪効果に起因した磁束密度変化を直接測定可能なシステムを構築することに成功した。

Strategy for Future Research Activity

本年度立ち上げたシステムを用いて、逆磁歪効果の詳細な検討を行う。

  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Magnetic Flux Density Change for Vibration Energy Harvesting: Comparison Between Direct and Indirect Measurements2023

    • Author(s)
      Okada Taku, Fujieda Shun, Seino Satoshi, Nakagawa Takashi
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Magnetics

      Volume: 59 Pages: 1~5

    • DOI

      10.1109/TMAG.2023.3283960

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 固相反応法で作製したCoFe2-xMnxO4の結晶構造と磁気特性に及ぼすヤーン・テラー効果の影響2022

    • Author(s)
      柏木 春穂、藤枝 俊、清野 智史、中川 貴
    • Journal Title

      日本磁気学会論文特集号

      Volume: 6 Pages: 20~22

    • DOI

      10.20819/msjtmsj.22TR508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 磁性と弾性の相互作用を利用した振動発電エナジーハーベスティング2022

    • Author(s)
      藤枝 俊
    • Journal Title

      生産と技術

      Volume: 74 Pages: 11~16

  • [Presentation] 直接および間接測定による逆磁歪効果に起因した磁束密度変化の比較2023

    • Author(s)
      岡田拓、藤枝俊、清野智史、中川 貴
    • Organizer
      日本磁気学会
  • [Presentation] Evaluation of magnetic flux density change for vibrationenergy harvesting: Comparison between direct and indirect measurements2023

    • Author(s)
      T. Okada, S. Fujieda, S. Seino, and T. Nakagawa
    • Organizer
      Intermag 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 立方晶スピネルフェライトZnxCu0.5-xCo0.5Fe2O4の磁歪特性2023

    • Author(s)
      藤枝 俊、藤原康太、小杉静花、 清野智史、中川 貴
    • Organizer
      日本金属学会
  • [Presentation] 振動発電に向けた一定磁場中での動的応力による磁束密度変化の評価2023

    • Author(s)
      岡田拓、藤枝 俊、清野 智史、中川 貴
    • Organizer
      日本金属学会
  • [Presentation] CuxCo1-xFe2O4の磁歪特性と結晶構造の関係2022

    • Author(s)
      藤枝 俊、久松美佑、小杉静花、 清野智史、中川 貴
    • Organizer
      日本磁気学会
  • [Presentation] 方向性電磁鋼板の振動発電特性に及ぼす大型化の効果2022

    • Author(s)
      岡田拓、藤枝俊、鈴木茂、清野智史、中川貴
    • Organizer
      日本磁気学会
  • [Presentation] Cu0.5Co0.5Fe2O4におけるCuのZn部分置換による磁歪特性への影響2022

    • Author(s)
      藤原康太、小杉静花、藤枝 俊、清野智史、中川 貴
    • Organizer
      日本磁気学会
  • [Presentation] Fe0.3Co0.7合金の逆磁歪効果による磁束密度変化に及ぼす熱処理の影響2022

    • Author(s)
      藤枝 俊、門田 優哉、清野 智史、中川 貴
    • Organizer
      日本金属学会
  • [Presentation] CuxCo1-xFe2O4の磁歪特性のCu置換量依存性2022

    • Author(s)
      小杉 静花、久松 美佑、藤枝 俊、大石 佑治、清野 智史、牟田 浩明、中川 貴
    • Organizer
      日本金属学会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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