磁気効果発現による材料組織制御

通过磁效应表达控制材料结构

基本信息

批准号：
12J00057
负责人：
中塚憲章
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、斜方晶FeSi_2を対象として、磁場を利用した結晶方位制御により、単結晶微粒子の姿勢を三次元的に制御した焼結体の作製手法の原理の確立を目的とする。従来の融液などから単結晶を作製する手法の発想とは全く異なり、単一グレインの微粒子の結晶方位を制御し、焼結することにより単結晶あるいは単結晶に類似した結晶を作製する手法であり、新たな高次の材料組織制御手法であると位置づけられる。昨年度は、斜方晶FeSi_2粉末とエチレングリコールからなるスラリーを磁場中でスリップキャストすることで各粒子の結晶方位が三次元的に制御された凝集体の作製、さらには、その後の通電焼結による三軸配向組織を有する焼結体の作製が可能であることを報告した。本年度は、さらなる焼結体の充填率向上、粒子スケールでの配向度評価、材料特性の評価に取り組んだ。焼結密度の向上に関して、各粒子が三次元的に配向した凝集体を対象にして、印加圧力 : 50MPa、焼結温度 : 900℃、昇温速度 : 50℃/minとし、焼結時間を10分から24時間の範囲で変化させ焼結を行った。焼結時間が長くなるに伴い焼結体のみかけ密度は最大で94.9%まで向上した。ただし、焼結時間が2時間段階でみかけ密度は94.1%に到達しており、その後の密度変化が非常に小さかった。また、配向していない試料も同程度の密度、粒径となっており、今回の配向度においては配向の有無により焼結の進行に顕著な違いはなかった。これらの試料に対しEBSDによる粒子スケールの配向度評価を行った結果、粒径が大きくなるほど高い配向度を示しており、試料全体としては、磁気エネルギーが熱的揺動に対し25倍程度あったことが推測された。材料特性評価に関して、四探針法により電気抵抗率の異方性の有無を調査した結果、試料内の粒径・配向度の分布を考慮した評価方法の確立が課題として明らかとなった。

本研究的目的是建立一种制造斜方晶系 FeSi_2 烧结体的方法的原理，其中通过使用磁场控制晶体取向来三维地控制单晶颗粒的取向。该方法与现有的由熔体等制造单晶的方法完全不同，是通过控制单晶微粒的结晶方位并进行烧结来制造单晶或与单晶类似的晶体的方法。它定位为一种新型的高阶材料结构控制方法。去年，我们通过在磁场中注浆浇铸由正交 FeSi_2 粉末和乙二醇组成的浆料来创建聚集体，其中每个颗粒的晶体取向都受到三维控制。我们报道称，可以用它来制造烧结体。三轴取向结构。今年，我们致力于进一步提高烧结体的填充率、评估颗粒尺度的取向程度以及评估材料特性。关于烧结密度的提高，施加压力为50MPa，烧结温度为900℃，升温速率为50℃/min，烧结时间为10℃，目标聚集体中每个颗粒均取向为三向。烧结时间从几分钟到24小时不等。随着烧结时间的增加，烧结体的表观密度增加至94.9%。然而，在2小时烧结阶段表观密度达到94.1%，此后密度变化很小。此外，未取向样品具有相似的密度和晶粒尺寸，在这种情况下，根据取向程度，烧结进度没有明显差异。使用EBSD对这些样品的颗粒尺度取向程度进行评价，结果发现，粒径越大，取向程度越高，并且对于样品整体来说，磁能约为25倍。据推测，是由于热波动。在材料特性评价中，通过四探针法调查了电阻率各向异性的有无，明确了建立考虑晶粒尺寸分布和取向度的评价方法的课题。样本。