パルス磁石を用いた強磁場下の高磁歪合金及び遷移金属磁性酸化物の物性の研究

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近年、高機能磁性材料である形状記憶合金が脚光を浴びている。これらの物質は温度変化、応力の作用のみならず磁場の印加によっても巨大な歪みを示すことが確認されている。Fe-Pd系合金も定常磁場で大きな磁場誘起歪みを起こす。これらの物質を実際に機械/電子部品材料として使う場合、瞬間的に歪みを起こすためにパルス磁場が適当と考えられる。本研究では、パルス磁石を用いたFe-31.2%Pd単結晶の磁場誘起歪みの研究を行なった。この物質は磁場誘起強磁性体であり、形状の変化と磁気的な変化を同時に観測するためのシステムを開発した。歪みによる試料の長さの変化を直接観測できるように、キャパシタンス法で測定する。試料の下部に電極を銀ペーストで取り付けることにより試料自体を片側の電極とした。もう一方は銅板で作成した電極である。キャパシタンスブリッジ(Quadtech 1615A)と、デジタルロックインアンプを組み合わせて3端子法でキャパシタンスの変化を測定する。パルス磁場は周波数にすると80Hz程度なので、発振器からブリッジへのバイアス電流を60kHzに設定し測定を行なった。同時に、ピックアップコイルを使った誘導法により磁化を測定した。キャパシタンスと磁化のデータはデジタルオシロスコープを通じてパソコンに取込まれる。測定結果を下図に示す。磁場が印加されると磁化、歪みともに大きく変化した。1回目の歪みは0.4%であった。複数回励磁を繰り返すと歪みは小さくなった。これはvariantの変化が少なくなったせいであると考えられる。今回の実験で、パルス磁場中でも歪みが発生することが分かった。