粉末冶金法および金属/高分子複合材料技術を用いたメタ磁性形状記憶素子の開発

本研究では、磁気駆動型アクチュエーター素子材料の開発を最終目的として、Ni-Mn基強磁性形状記憶1合金を粉体工学・粉末冶金的手法および薄膜工学を用いて作製する。そして作製された焼結体等の機械的特性や磁気特性を調査して、最も良好な双晶磁歪,および磁性形状記憶効果を発現する条件を探ることを1目的とする。これまでの研究で、無加圧焼結法によるNi-Co-Mn-Sn系メタ磁性形状記憶合金焼結体を作製し、熱的形状回復および磁場印加による形状回復を確認している。この結果をNi-Mn-Ga強磁性形状記憶合金粉末に応用することで、多結晶状態での磁歪発現と脆性の克服が可能であると考え、焼結性やマルテンサイト変態挙動、磁気特性を調査し、以下にまとめた。焼結体の組織観察結果から気孔を含む組織を呈していて、マルテンサイト特有のプレート状組織が確認され、Ni-Mn-Ga系合金粉末の無加圧焼結における適切な焼結温度は1273Kであることを確認し、25-63μmに分級された粉末でも無加圧焼結に供すること可能であることが確かとなった。また焼結による組織の緻密化を調査した結果、粉末粒径が25μm以下の場合は12h程度、25-63μmの場合は少なくとも96h以上の焼結時間が約20%の気孔率を得るのに必要である。次にマルテンサイト変態挙動と磁気変態点を調査するためにSQUIDを用いて測定した結果、マルテンサイト変態温度、キュリー温度共に室温よりも高い温度であったので、室温における磁歪の発現の可能性があると言える。また変態ヒステリシスも5K程度と充分小さく、バルク単結晶材と同等程度であった。

本研究では、磁気駆動型アクチュエーター素子材料の開発を最終目的として、Ni-Mn基強磁性形状記憶1合金を粉体工学・粉末冶金的手法および薄膜工学を用いて作製する。そして作製された焼結体等の機械的特性や磁気特性を調査して、最も良好な双晶磁歪,および磁性形状記憶効果を発現する条件を探ることを1目的とする。これまでの研究で、無加圧焼結法によるNi-Co-Mn-Sn系メタ磁性形状記憶合金焼結体を作製し、熱的形状回復および磁場印加による形状回復を確認している。この結果をNi-Mn-Ga強磁性形状記憶合金粉末に応用することで、多結晶状態での磁歪発現と脆性の克服が可能であると考え、焼結性やマルテンサイト変態挙動、磁気特性を調査し、以下にまとめた。焼結体の組織観察結果から気孔を含む組織を呈していて、マルテンサイト特有のプレート状組織が確認され、Ni-Mn-Ga系合金粉末の無加圧焼結における適切な焼結温度は1273Kであることを確認し、25-63μmに分級された粉末でも無加圧焼結に供すること可能であることが確かとなった。また焼結による組織の緻密化を調査した結果、粉末粒径が25μm以下の場合は12h程度、25-63μmの場合は少なくとも96h以上の焼結時間が約20%の気孔率を得るのに必要である。次にマルテンサイト変態挙動と磁気変態点を調査するためにSQUIDを用いて測定した結果、マルテンサイト変態温度、キュリー温度共に室温よりも高い温度であったので、室温における磁歪の発現の可能性があると言える。また変態ヒステリシスも5K程度と充分小さく、バルク単結晶材と同等程度であった。