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

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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。