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超磁歪特性を有する多結晶FeGa合金薄帯

国内特許コード P03A003950
掲載日 2004年3月12日
出願番号 特願2002-090003
公開番号 特開2003-286550
登録番号 特許第4053328号
出願日 平成14年3月27日(2002.3.27)
公開日 平成15年10月10日(2003.10.10)
登録日 平成19年12月14日(2007.12.14)
発明者
  • 古屋 泰文
  • 岡崎 禎子
  • マンフレッド ウッティグ
  • 斎藤 千尋
出願人
  • 国立大学法人弘前大学
発明の名称 超磁歪特性を有する多結晶FeGa合金薄帯
発明の概要 【課題】 Fe-xat%Ga(15<x<21)合金単結晶は~300×10-6の大きな磁歪を持ち、耐久性・延性があると報告されているが、単結晶材料は製造条件が繊細でコストが高く、延性も十分でない。【構成】 急冷凝固法によって、薄帯の厚み方向に柱状結晶集合組織を有するFe-xat%Ga(15<x≦20)合金超磁歪材料。体心立方構造の他に応力誘起によって出現した軸の長さが異なる(a≠c)体心正方晶が混在している結晶構造であることを特徴とする前記の超磁歪材料。この超磁歪材料を熱処理することにより薄帯の厚み方向に磁化容易方向[100] を持つ集合組織が形成される。歪は薄帯の厚み方向で-400×10-6以上と大きいものが得られる。
従来技術、競合技術の概要



【従来の技術】

1840年にJames Joule によって磁歪現象が発見され、振動子などに応用されるようになった。しかし、当時用いられていた磁歪材料のニッケルやコバルトの磁歪定数は、-40~-60×10-6と小さいものであった。





1960年代の終わりからアメリカ海軍研究所のClark らによって、室温で巨大磁歪を発生する超磁歪材料の研究が続けられており、1974年に室温で1000ppm 以上の磁歪定数をもつ材料としてTerfenol-D(Tb0.3 Dy0.7 Fe2.0 )が開発された。Terfenol-Dは超磁歪アクチュエータとして、潜水艦探知ソナー、地中探査システム、制振装置、精密機械や構造物の運動制御用リニヤ・回転モータなど期待される用途が広い。





Fe合金系超磁歪材料について、本発明者らは、先に急冷凝固法を用いて製造した方向性の強い微細柱状結晶を持つFePd急冷薄帯試料で1000×10-6以上の超磁歪の発現に成功している(特開平11-269611号公報)。





また、掛下らは、Fe3-x Pt1+x (-0.02≦x≦0.2)を熱処理により規則化率を0.6~0.95とした磁歪量0.3%以上の超磁歪合金を開発している(特開2001-240947号公報)。

産業上の利用分野



【発明の属する技術分野】

本発明は、Fe合金系磁歪材料、特に急冷凝固法によって形成された超磁歪特性を有する

多結晶FeGa合金薄帯に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
急冷凝固法によって形成された、延性を有するFe-xat%Ga(15≦x≦17)合金薄帯からなり、薄帯の厚み方向に結晶方向が揃った微細な柱状結晶集合組織を有し、体心立方構造の他に応力誘起によって出現した軸の長さが異なる(a≠c)体心正方晶が混在し、面心立方構造の規則格子Fe3 Gaが消滅した結晶構造であり、薄帯材料の厚み方向に強さ955kA/mの磁場を加えた場合の最大磁歪が15at%Gaで400×10-6、17at%Gaで600×10-6である超磁歪特性を有することを特徴とする多結晶FeGa合金薄帯。

【請求項2】
請求項1記載の合金薄帯が熱処理されてなり、薄帯の厚み方向に磁化容易方向[100] を持つ集合組織が形成されていることを特徴とするFeGa合金薄帯。

【請求項3】
鉄粉とエポキシ樹脂の薄層と請求項1又は2記載のFeGa合金薄帯を積層した、厚み方向に磁場を印加した場合、長手方向に縮み、厚み方向に伸びる大きな磁歪を有することを特徴とするバルク積層型磁歪アクチュエータ。
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 登録
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