方向性電磁鋼板へのガリウム浸透による高性能磁歪合金の開発

取向电工钢板渗镓开发高性能磁致伸缩合金

• 批准号: 21K04707
• 负责人: 川又 透
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04707/
• 关键词: FeGa合金; 逆磁歪; 磁歪; エネルギーハーベスティング; 磁歪材料; 方向性電磁鋼板; 環境発電

前年度開発した, Ga電析メッキ及びアニーリングの手法を用いて0-25at%のGa浸透電磁鋼板試料を作製し, 電磁鋼板試料中のGa濃度と, 磁歪量および発電量の相関を詳細に調査した。単結晶FeGaで報告された傾向と同様に磁歪量及び発電量は, ともに Ga18 at%近傍で最大量を示すことが確認された。ガリウム濃度が大きくなることに伴い加熱時に板状合金試料に生じる変形(反り)は,適切な強度の板バネで試料を挟み、固定することによって防止することが可能であった。マクロスケールでの結晶配向性および力学的特性を評価するため, X線極点図測定および弾性率測定を実施した。極点図測定の結果, Ga拡散のための熱処理後もGOSS方位の集積は保たれており,また弾性率測定の結果<100>方向の弾性率はGa添加によって著しく低下することが明らかとなった。すなわち本手法によって作製されたGa浸透電磁鋼板試料は, マクロスケールにおいてもFeGa単結晶合金と同様に<100>方向の磁気異方性を示すことが確認された。来年度はスパッタリングおよび電析メッキを用いた第三元素添加によるGa浸透電磁鋼板試料の磁歪および逆磁歪特性の向上を計る。また結晶方位の集積程度と磁歪および発電性能の相関を検討するため、Gaを浸透させた無方向性電磁鋼板試料およびCZ法によって作製された単結晶Fe-Ga-Si合金との比較を実施する計画である。

In the past year, the method of Ga precipitation and emission was developed to prepare 0-25at% Ga impregnated electrical steel plate samples, and the correlation between Ga concentration, magnetic deflection and emission quantity in electrical steel plate samples was investigated in detail. Crystal FeGa is reported to have the same magnetic deflection and transmission capacity as Ga18 at%. When the alloy is heated, the plate alloy sample will be deformed, and the plate alloy sample with appropriate strength will be clamped and fixed. Evaluation of Crystalline Alignment and Mechanical Properties, Measurement of X-ray Poles and Properties As a result of the pole measurement, the accumulation of the GOSS orientation after the heat treatment is maintained, and the conductivity of the result of the conductivity measurement is increased<100>. This method is used to prepare Ga-impregnated electrical steel plate samples, and the magnetic anisotropy of FeGa crystalline alloys in the same <100>direction is confirmed. In the future, the third element is added to the Ga-impregnated electrical steel plate, and the magnetic and inverse magnetic properties of the steel plate are calculated. The correlation between crystal orientation, magnetic deflection and electrical conductivity was studied. The comparison between the preparation of single crystal Fe-Ga-Si alloy and the CZ method for non-directional electrical steel plate samples was carried out.

项目成果

Characteristic Twin Formation in Body-centered Cubic Fe–Ga Alloy Single Crystals with Different Orientations

不同取向体心立方铁镓合金单晶的孪晶形成特征

• DOI: 10.2355/isijinternational.isijint-2021-345
• 发表时间: 2022
• 期刊: ISIJ International
• 影响因子: 1.8
• 作者: Shigeru SUZUKI;Kazuhiro MIZUSAWA;Toru KAWAMATA;Rie Yamauchi;UMETSU;Tsuyoshi KUMAGAI;Tsuguo FUKUDA;Shigeo SATO
• 通讯作者: Shigeo SATO

Gaを添加した方向性電磁鋼板の磁気特性評価

添加Ga的取向电工钢板磁性能评价

• 发表时间: 2021
• 作者: 横田尚也;川又透;杉山和正;鈴木茂
• 通讯作者: 鈴木茂

Magnetic Properties and Substructure of Iron–Gallium Alloy Single Crystals Processed from Ingot to Wafers

铁镓合金单晶从铸锭到晶圆的磁性能和亚结构

• DOI: 10.2320/matertrans.mt-m2021217
• 发表时间: 2022
• 期刊: MATERIALS TRANSACTIONS
• 影响因子: 1.2
• 作者: Chiba Masaki;Tanno Takenori;Abe Maho;Hashi Shuichiro;Ishiyama Kazushi;Kawamata Toru;Umestu Rie Y.;Sugiyama Kazumasa;Sato Shigeo;Mochizuki Yosuke;Yatsushiro Koji;Kumagai Tsuyoshi;Fukuda Tsuguo;Tanaka Shun-Ichiro;Suzuki Shigeru
• 通讯作者: Suzuki Shigeru

Ga浸透電磁鋼板の磁気特性と結晶構造評価

渗镓电工钢板的磁性能和晶体结构评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 横田尚也;川又透;杉山和正;鈴木茂
• 通讯作者: 鈴木茂