磁場中焼結による強磁性圧粉体の緻密化と高性能化

通过磁场烧结实现铁磁粉末压块的致密化和性能改进

• 批准号: 11875147
• 负责人: 渡辺 忠雄
• 金额: $ 0.32万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875147/
• 关键词: 磁場; アモルファス; 結晶化; 粒成長; 粒界微細組織; 磁気特性; 強磁性材料; 焼結; 磁歪; 純鉄; コバルト

強磁性材料の特性は、材料固有の物性ばかりでなく、微細組織にも著しく依存する。特に、実用多結晶強磁性材料においては、最も主要な欠陥である結晶粒界の影響を無視することはできない。したがって、優れた磁気特性を有する材料を開発するためには、粒界微細組織と磁気特性との関連を明らかにすることが不可欠である。その上で、望みの特性を発現させるために、粒界微細組織をいかに制御するか工学的に重要な問題である。本研究は、新しい粒界微細組織の制御方法として磁場作用に着目し、外部磁場を作用させた焼鈍・焼結による多結晶材料の粒界微細組織の制御をめざして行われたものである。本年度は、Co基アモルファス材料の磁場中結晶化と粒成長による粒界制御に関する研究を中心に進めた。これまでの磁場作用を利用した微細組織制御に関する研究は、主に多結晶材料が出発材料として用いられてきた。しかし、アモルファス材料を出発材料として磁場中結晶化・粒成長を行えば、核生成過程から粒成長過程にわたって磁場作用の効果が期待されるので、さらに精密な粒界微細組織の制御が可能となることが予測される。得られた結果の概要を以下に述べる。本年度は、Co基アモルファス合金(Co_<83.1>Fe_<6.1>Si_<8.5>B_<2.3>)薄帯を用いて、0〜15kOeの磁場中にて結晶化・粒成長させ、得られた多結晶試料の粒界微細組織をFE-SEM/EBSP/OIM結晶方位自動解析装置で定量評価するとともに、振動試料型磁力計を用いて磁気特性の評価を行った。その結果、磁場強度の制御により粒成長の促進または抑制いずれも可能であることが明らかになった。また、印可磁場強度の増加とともに、結晶化Co基多結晶材料の飽和磁化、比磁化率は増加し、残留磁化、保持力は低下することが見出された。すなわち、軟磁気特性が向上することが明らかになった。以上のことは、磁場作用を利用した粒界微細組織の制御を通して磁気特性の向上が可能であることを示している。

The <s:1> properties of strong magnetic materials, the inherent physical properties of the materials ば でなく, and the microstructure に are dependent on <s:1> く. に, be with strong crystalline magnetic materials に お い て は, the most main な も owe 陥 で あ る crystallization LiJie の influence を ignore す る こ と は で き な い. し た が っ て, superior れ magnetic 気 た を have す る material を open 発 す る た め に は, LiJie fine texture of magnetic 気 と と の masato even を Ming ら か に す る こ と が not owe で あ る. そ の で, hope み の features を 発 now さ せ る た め に, LiJie fine texture を い か に suppression す る か engineering な に important questions of で あ る. は this study, a new し い LiJie fine texture の suppression method と し て field に を し, external magnetic field effect さ せ た 焼 blunt, 焼 knot に よ る more crystalline materials の LiJie fine texture の suppression を め ざ し て line わ れ た も の で あ る. This year は, Co ア モ ル フ ァ ス material の magnetic field crystallization と grain growth に よ る LiJie suppression に masato す を る research center に into め た. こ れ ま で の を an applied magnetic field using し た fine texture suppression に masato す は る research, main に more crystalline material が out 発 と し て in い ら れ て き た. し か し, ア モ ル フ ァ ス material を out 発 と し て crystallization in the magnetic field line, grain growth を え ば, nuclear generation process か ら grain growth process に わ た っ て field の unseen fruit が expect さ れ る の で, さ ら に precision な LiJie fine texture の suppression が may と な る こ と が be さ れ る. The られた result られた summary を is described by に べる below. This year は, Co ア モ ル フ ァ ス alloy Co_ (< 83.1 > Fe_ < 6.1 > Si_ < 8.5 > B_ < 2.3 >) thin 帯 を with い て, 0 ~ 15 koe の magnetic field に て crystallization, grain growth さ せ, ら れ た more crystal sample の LiJie fine texture を FE - SEM/EBSP/OIM crystallization bearing automatic parsing The device is used for で quantitative evaluation of 価するとと <s:1> に に, and the vibration sample type magnetometer is used for を magnetic property characteristics of <s:1> て to evaluate 価を. The そ <s:1> result, the magnetic field intensity <e:1> that controls the によ particle growth <e:1> promotes the また <s:1> inhibits the <s:1> ずれ ずれ may である とが とが とが and ら になった. Youdaoplaceholder0, the magnetic field intensity of inco <s:1> increases とと に に に, the <s:1> saturation magnetization of crystallized co-based polycrystalline material, the specific magnetic susceptibility <s:1> increases, the residual magnetization, and the holding force <s:1> is low する <s:1> とが とが can be seen as された. Youdaoplaceholder0, soft magnetic properties が upward する する とが bright ら とが になった になった Above の こ と は を by the method, magnetic field し た LiJie fine texture の suppression を tong し magnetic 気 て の upward が may で あ る こ と を shown し て い る.

项目成果

K.Kawahara: "Effect of Grain Boundaries on Magnetic Domain Structures in Ferromagnetic Polycrystals"Proc.of Relationship between Magnetic and Structural Properties,The Iron and Steel Institute of Japan. 81-84 (2000)

K.Kawahara：“铁磁多晶中晶界对磁畴结构的影响”，磁性与结构性能之间关系的论文集，日本钢铁研究所。

T.Watanabe: "The Control of Brittleness and Development of Desirable Mechanical Properties in Polycrystalline Systems by Grain Boundary Engineering"Acta Materialia. 47,15. 4171-4185 (1999)

T.Watanabe：“通过晶界工程控制多晶系统中的脆性和开发所需的机械性能”Acta Materialia。

T.Watanabe: "Magnetic Effects on Metallurgical Phenomena in Ferromagnetic Materials"Proc.of Relationship between Magnetic and Structural Properties, The Iron and Steel Institute of Japan. 39-46 (2000)

T.Watanabe：“磁效应对铁磁材料冶金现象的影响”，《磁性与结构性能之间的关系》，日本钢铁研究所。

S.Tsurekawa: "Magnetic Sintering of Ferromagnetic Metal Powder Cpmpacts"Materials Transactions,JIM. 41・8. 991-999 (2000)

S.Tsurekawa：“铁磁金属粉末压块的磁烧结”材料交易，JIM 41・8（2000）。

S.Tsurekawa: "Effect of External Magnetic Field on Sintering of Ferromagnetic Metals"Proc.of Relationship between Magnetic and Structural Properties,The Iron and Steel Institute of Japan. 85-88 (2000)

S.Tsurekawa：“外部磁场对铁磁金属烧结的影响”，磁性与结构性能之间的关系，日本钢铁研究所。