Development of energy harvesting technique of thermally induced electromagnetic induction using first order magnetic phase transition

利用一阶磁相变的热感应电磁感应能量收集技术的发展

• 批准号: 21K18705
• 负责人: 枦 修一郎
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tohoku Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18705/
• 关键词: 環境発電; 磁気相転移; 熱誘起; 電磁誘導

鉄（Fe）とロジウム（Rh）の原子濃度比が１：１となるFeRh合金のバルク体の作製を行った。さらに合金作製後にその結晶構造のCsCl型の規則配列化を行うため熱処理を試みた。熱処理条件は先行研究の結果より、真空雰囲気中で熱処理温度が1000℃～1200℃の範囲、24時間以上の熱処理条件にて、ほぼ完全な規則合金が得られるとの条件を参考にした。但し、保有する熱処理装置の仕様のため、上限が1000℃で且つ数時間以上の連続熱処理が困難なことから、数回の熱処理を繰り返すことで参考条件と同等になるよう熱処理を施した。熱処理後に磁化の温度変化を振動試料型磁力計（VSM）で測定したところ、所望していた急峻な磁化変化は見られず規則化が不完全と思われる緩慢な特性であった。一方、昨年度にバルク体作製及び評価に向けた参考のために検討した（過去に作製し保有していた）薄膜試料について、ガラス基板から一部を引き剥がすことに成功したため、同様に磁化の温度特性を測定したところ、バルク体の参考文献で報告されているような非常に急峻な1次磁気相転移特性が得られた。十分に規則化したFeRh合金は、1次相転移の前後で約1%の体積変化を示すことが知られており、基板上に形成された状態では相転移時の体積変化が基板からストレスを受けるため、急激な体積変化が抑制されるため、結果として緩慢な変化につながっていることが明らかとなった。これらより、少なくとも24時間程度の連続熱処理ができるよう熱処理炉を改良し、バルク体の結晶構造の完全な規則化を実現する必要があることが明らかとなった。

The atomic concentration ratio of iron (Fe) to rhodium (Rh) is 1:1. The preparation of FeRh alloy is carried out. After the alloy is fabricated, the crystal structure of CsCl type is regularly arranged, and the heat treatment is performed. The heat treatment conditions are based on the results of previous studies. The heat treatment temperature ranges from 1000℃ to 1200℃ in vacuum, and the heat treatment conditions for more than 24 hours. The heat treatment conditions for completely regular alloys are also referred to. However, it is difficult to maintain the heat treatment equipment for several times at an upper limit of 1000℃. The reference conditions are the same. The temperature of magnetization after heat treatment changes rapidly and slowly. A method for measuring the magnetization temperature characteristics of a thin film sample is described in detail in the previous year. FeRh alloy is regulated by about 1% of the volume before and after the first phase shift. The volume changes when the phase shift is formed on the substrate. The volume changes when the phase shift is received. The volume changes when the substrate is excited rapidly. The result is slow. The continuous heat treatment for 24 hours is necessary to improve the heat treatment furnace and realize the complete regularization of the crystal structure of the solid.