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

基本信息

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

项目摘要

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。

Ferh合金的块状体具有1：1的原子浓度比为1：1。此外，在制造合金后，尝试执行热处理以执行CSCL类型的CSCL类型的晶体结构。热处理条件是指热处理温度为1000°C至1200°C的条件，并且从先前研究的结果中获得了24小时或更长时间的热处理条件。但是，由于持有热处理设备的规范，上限为1000°C，并且很难连续几个小时或更长时间连续进行热处理，因此通过重复进行热处理与参考条件相同几种热处理。热处理后，用振动样品磁力计（VSM）测量了磁化的温度变化，并且看不到所需的陡峭磁化变化，并且正则化不完整是一个缓慢的特征。另一方面，去年，磁化强度的温度在剥离薄膜样本的一部分（过去生产和所有）中，以供散装物体和评估。根据块体的参考，获得了原发性磁相恢复特性。众所周知，足够规则的FERH合金表明，在主要相转移之前和之后的体积变化约为1％，并且在转移时的体积变化在板上形成时，在板上进行了压力基材。据揭示，有必要改善热处理炉，以便至少可以改善24小时的连续热处理，并且实现了散装体晶体结构的完整规则。