弾性異方性の微視力学設計による巨大磁気異方性の発現と希土類フリー新強力磁石の開発

通过弹性各向异性微观设计表达巨磁各向异性并开发新型无稀土强磁体

• 批准号: 20656111
• 负责人: 若島 健司
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20656111/
• 关键词: 構造・機能材料; 磁性材料

資源的問題のある希土類元素を使用しない強力硬磁石を創製するために、磁歪および磁歪拘束による磁気異方性発現に着目した。微視力学的材料設計-複合材料化により弾性異方性を制御すれば、これにより巨大磁気異方性が発現できる可能性がある。例えば、単純計算からはひずみ量10^<-4>の磁歪拘束ができれば5〜10MJ/m^3程度の磁気異方性エネルギーとなり、これは現在最強の磁石であるNd-Fe-B系磁石と同様の巨大磁気異方性である。この発想を発展させるため、本研究では強磁性元素Ni、磁歪の大きいCoFe204、および、実用上ほぼ最大の磁歪を有するTerfenol-Dを強磁性体として選択し、磁場拘束のための高ヤング率材料としてCu-W一方向繊維強化材を用い、サンドイッチ接合により複合材料を作製し、その磁気特性を振動試料型磁力計で計測すると共に、一次元に楕円体モデルを適応した非線形型磁化曲線および磁気ひずみ曲線の構成方程式を考案し、実際の磁気ひずみとモデル解析とを比較した。特に、Terfenol-Dを用いた場合には無磁化場および飽和磁化場での接合を行った。理論的解析から、磁性体の磁気ひずみ量と磁気ひずみ勾配が複合材料における磁気異方性向上に大きく影響することを見出した。また、Terfenol-Dを用いた複合材料の実験値では計算結果より大きな磁気弾性効果が発現した。飽和磁化状態の時に接合したコンポジットの実験結果と計算結果は一致せず、消磁状態で接合したコンポジットでは計算結果が定性的に一致した。このことから、飽和磁化での接合では実験的な問題があるかあるいは理論式の改善が必要であることが指摘された。および、理論からは、初期に予想した巨大磁気異方性エネルギーの発現は、現存する材料の物性値からは困難であることが示唆されたが、期待より小さいものの複合材料化で磁気異方性は向上できることを示した。

The problem of resources is that rare earth elements are created using strong hard magnets, and magnetic distortion is restrained by magnetic distortion. Material design of micro-optics - Composite materials can realize the possibility of controlling anisotropy and giant magnetic anisotropy. For example, the simple calculation is that the amount of magnetic distortion is 10^<-4>, and the magnetic distortion is limited to 5~10MJ/m^3. The strongest magnet at present is the Nd-Fe-B series magnet and the huge magnetic anisotropy.この発思を発Develop させるため、This study uses ではstrong magnetic element Ni, Magnetic distortion の大きいCoFe204, および, 実 Use ほぼ Maximum Magnetic distortion をThere are Terfenol-D, a ferromagnetic material, and a magnetic field constrained high-rate material, Cu-W, one-dimensional reinforced material. Manufactured and measured using い, サンドイッチjoined により composite material, そのMagnetic properties をvibration sample type magnetometer, measurement するとKOに, one-dimensional に楕円body モデThe non-linear magnetization curve, the magnetic curve, the magnetic curve, the composition equation, the test case, the magnetic field analysis, the comparison. Specially, Terfenol-D is suitable for use in situations where there is no magnetizing field or a saturated magnetizing field, and it can be used for jointing. Theoretical analysis is based on the analysis of the magnetic material's magnetic properties and the magnetic properties of the composite material's magnetic anisotropy. Calculation results of the use of Terfenol-D composite materials and the use of Terfenol-D composite materials show that the magnetic elasticity effect of Terfenol-D is large. The saturation magnetization state is the same as the joint results and calculation results.ず、The demagnetized state and the bonding state are qualitatively consistent with the calculated results. It is necessary to improve the theoretical formula of the saturation magnetization joint and the saturation magnetization joint.および、Theoretical からは、Initial にyuimai したGreat magnetic anisotropy エネルギーの発appear は、Existing するMaterial のphysical properties からは trapped It is difficult to solve the problem, and it is expected that the composite material will become smaller and the magnetic anisotropy will be improved.