微小重力環境を利用する超磁歪材の組織・結晶方位制御と磁歪特性

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Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2はTbFe_2、SmFe_2と比べ、結晶磁気異方性が小さく、弱い外部磁場でも変位を示し、外部磁場に対する応答性が良い実用製の高い超磁歪材である。Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2の変形は易磁化軸である[111]方向への変位が最も大きく、高性能超磁歪材を合成するには結晶方位が[111]方向に並んだよりおおきい結晶を持つ組織と結晶方位を制御することが必要であると考えられている。従来のブリッジマン法や帯域溶融法などの単結晶育成法では[112]方向に双晶が成長し、[111]方向に成長した超磁歪材が得られていない。しかしながら、TbFe_2の易磁化軸は[111]、DyFe_2は[100]で、Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2は混晶であるので、易磁化軸が[111]とは考えにくい。本年度は微小な力の効果が大きい微小重力環境下での磁場中一方向凝固により高性能Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2の合成を行い、結晶構造・組織との関係について検討した。その結果、1)微小重力下での0.3TbFe_2-0.7DyFe_2の一方向凝固の結果、凝固物の組織は板状あるいはセル構造を持ち、冷却方向に沿ってほぼ配向していた。2)冷却及び磁束に沿った方向に<110>と<111>が微小重力下0〜低磁束中で凝固した試料中にほぼ観察された。常重力下では試料中に配向は観察されなかった。冷却及び磁束方向に沿って<311>配向が微小重力下高磁束中で見られた。常重力下0T中での凝固では配向は見られなかったが、磁束密度が大きくなるほど冷却及び磁束方向に沿った<110>と<111>配向を示した。特に、常重力下0.04Tでの凝固物の場合、冷却及び磁束方向に明確な<110>配向を示した。3)冷却及び磁束方向に垂直な面に<110>及び<111>ピークが増加するほどλ_<//>が大きくなった。