新しい強磁性形状記憶材料の探索

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我々は本研究によりMn-Co-Ge合金がキュリー温度以下に熱弾性型のマルテンサイト変態を生じるための試料作製条件を明らかにした。この条件はMn-Co-Ge合金が強磁性形状記憶合金として機能するための必要条件である。また、本研究によりこの物質がきわめて大きな磁歪を発生する可能性が示された。本研究により明らかにされたことを以下にまとめる。(1)Mn-Co-Ge合金をアーク熔解法で作製する場合、1:1:1の組成比のときが最も低温相TiNiSi 型が安定となり、ここからどのように組成をずらしても低温相が不安定になる。その一方で、キュリー温度に顕著な変化は現れない。(2)アーク熔解法にて作製した試料と焼結法で作製した試料では結晶構造変態温度が著しく異なる。焼結法による試料はMnを1割ほど過剰にした場合に最も低温相が安定する。(3)アーク熔解法にて作製したx=0.07付近の試料において、我々の予想通りキュリー温度以下にマルテンサイト変態が生じることを結晶構造解析により確認した。また、このマルテンサイト変態が熱弾性型であることも確認した。(4)上記のx=0.07付近の試料において、低温相と高温相の格子体積の変化率が4%以上にも達することが明らかになった。仮にこの変化を磁場によって制御できたとすると、現在超磁歪材料としてひろく用いられているTerfenol-D (Tb_<0.3>Dy_<0.7>Fe_2)と比較して10倍もの値が期待できることになる。