JP2848643B2 - 超磁歪合金および微少変位制御用駆動部 - Google Patents
超磁歪合金および微少変位制御用駆動部Info
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- JP2848643B2 JP2848643B2 JP1252123A JP25212389A JP2848643B2 JP 2848643 B2 JP2848643 B2 JP 2848643B2 JP 1252123 A JP1252123 A JP 1252123A JP 25212389 A JP25212389 A JP 25212389A JP 2848643 B2 JP2848643 B2 JP 2848643B2
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- giant magnetostrictive
- magnetostrictive alloy
- alloy
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- displacement control
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は磁歪が大きく磁気−機械変位変換デバイス等
に用いられる磁歪素子用として好適な超磁歪合金に関す
る。
に用いられる磁歪素子用として好適な超磁歪合金に関す
る。
（従来の技術） 磁性体に外部磁場を印加した際、磁性体が変形する磁
歪の応用として変位制御アクチュエータ，磁歪振動子，
磁歪センサ，磁歪フィルタ，超音波遅延線等がある。従
来はNi基合金,Fe−Co合金，フェライト等が用いられて
いる。
歪の応用として変位制御アクチュエータ，磁歪振動子，
磁歪センサ，磁歪フィルタ，超音波遅延線等がある。従
来はNi基合金,Fe−Co合金，フェライト等が用いられて
いる。
近年、計測工学の進歩および精密機械分野の発展に伴
い、ミクロンオーダーの微小変位制御に不可決の変位駆
動部の開発が必要とされている。この変位駆動部の駆動
機構の１つとして磁歪合金を用いた磁気−機械変換デバ
イスが有力である。しかしながら従来の磁歪合金では、
変位の絶対量が充分でなく、ミクロンオーダーの精密変
位制御駆動部材料としては絶対駆動変位量のみならず精
密制御の点からも満足し得るものではなかった。
い、ミクロンオーダーの微小変位制御に不可決の変位駆
動部の開発が必要とされている。この変位駆動部の駆動
機構の１つとして磁歪合金を用いた磁気−機械変換デバ
イスが有力である。しかしながら従来の磁歪合金では、
変位の絶対量が充分でなく、ミクロンオーダーの精密変
位制御駆動部材料としては絶対駆動変位量のみならず精
密制御の点からも満足し得るものではなかった。
このような問題点を解決すべく本発明者等が研究を進
めた結果Dy−Tb−Fe−Mn系のラーベス型金属間化合物で
飽和磁歪（λｓ）が1000×10-6を越えるものが得られる
ことを見出した（特公昭61−33892号）。
めた結果Dy−Tb−Fe−Mn系のラーベス型金属間化合物で
飽和磁歪（λｓ）が1000×10-6を越えるものが得られる
ことを見出した（特公昭61−33892号）。
（発明が解決しようとする課題） 特公昭61−33892号にも示されているように実用上は
数kOe程度の低磁界で大きな磁歪を示すことが要求され
ている。しかしながらこの特公昭61−33892号に示され
ている材料でもまだ不十分であり、より高性能の磁歪材
料が望まれている。
数kOe程度の低磁界で大きな磁歪を示すことが要求され
ている。しかしながらこの特公昭61−33892号に示され
ている材料でもまだ不十分であり、より高性能の磁歪材
料が望まれている。
本発明はこのような問題点を考慮してなされたもの
で、低磁界で大きな磁歪を示す超磁歪合金を提供するこ
とを目的とする。
で、低磁界で大きな磁歪を示す超磁歪合金を提供するこ
とを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段及び作用） 本発明者等がＲ−Fe−Mn系の超磁歪合金について更な
る特性向上を追及した結果、以下の知見を得た。
る特性向上を追及した結果、以下の知見を得た。
本発明の超磁歪合金はMnを含有することにより、希土
類原子の磁気異方性を変化させ、高磁界のみならず低磁
界においても優れた磁歪特性が得られる。しかしながら
Ｒ−Fe−Mn系超磁歪合金では第１図に示した様にMn系の
ラーベス型組成における凝固過程が複雑であり、磁歪特
性を左右する要因のひとつである結晶性の制御（具体的
には＜111＞結晶軸などの制御が難かしく、結果として
は特性向上をさまたげている場合が生じることを見出し
た。
類原子の磁気異方性を変化させ、高磁界のみならず低磁
界においても優れた磁歪特性が得られる。しかしながら
Ｒ−Fe−Mn系超磁歪合金では第１図に示した様にMn系の
ラーベス型組成における凝固過程が複雑であり、磁歪特
性を左右する要因のひとつである結晶性の制御（具体的
には＜111＞結晶軸などの制御が難かしく、結果として
は特性向上をさまたげている場合が生じることを見出し
た。
そこで発明者らはラーベス型組成における凝固過程が
Mn系に比較して単純なGa等（第２図参照）を含有せしめ
ることにより結晶性の良好なラーベス相の超磁歪合金が
得られ、Ｒ−Fe−Mn系の超磁歪合金の磁歪特性が向上す
ることを見出したのである。
Mn系に比較して単純なGa等（第２図参照）を含有せしめ
ることにより結晶性の良好なラーベス相の超磁歪合金が
得られ、Ｒ−Fe−Mn系の超磁歪合金の磁歪特性が向上す
ることを見出したのである。
本発明は、原子比で表わした一般式 Ｒ（Fe1-y-zMnyMz）ｗ ただしR:希土類元素の少なくとも一種 M:Mg,Al,Ga,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,In,Sn,Sb,Os,Ir,P
t,Au,Hg,Tl及びPbから選ばれた少なくとも一種 0.005≦ｙ≦0.5 0.005≦ｚ≦0.2 1.5≦ｗ≦2.5 で示されることを特徴とする超磁歪合金である。
t,Au,Hg,Tl及びPbから選ばれた少なくとも一種 0.005≦ｙ≦0.5 0.005≦ｚ≦0.2 1.5≦ｗ≦2.5 で示されることを特徴とする超磁歪合金である。
希土類元素とはLa,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb,Luであり、これらから選ばれる一種以上の組み
合わせとしてはPr,Nd,Sm,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,TbDy,TbHo,Tb
Pr,SmYb,TbDyHo,TbDyPr,TbPrHoの組み合わせが好まし
い。
r,Tm,Yb,Luであり、これらから選ばれる一種以上の組み
合わせとしてはPr,Nd,Sm,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,TbDy,TbHo,Tb
Pr,SmYb,TbDyHo,TbDyPr,TbPrHoの組み合わせが好まし
い。
好ましくは、1.7＜ｗ＜２ 0.01≦ｚ＜0.15 0.01＜ｙ＜0.2 である。
ｙが0.005より小さければMnの希土類原子の異方性へ
の作用が小さくなり、また0.6を越えるとキュリー温度
の減少により、ともに磁歪特性が劣化する。ｚが0.005
より小さければ凝固過程を変え、結晶性向上効果が減少
し、0.2を越えると磁歪量が減少してともに磁歪特性が
劣化する。また、ｗが上記範囲外となると主相となるべ
きラーベス相が減少し磁歪特性が劣化する。
の作用が小さくなり、また0.6を越えるとキュリー温度
の減少により、ともに磁歪特性が劣化する。ｚが0.005
より小さければ凝固過程を変え、結晶性向上効果が減少
し、0.2を越えると磁歪量が減少してともに磁歪特性が
劣化する。また、ｗが上記範囲外となると主相となるべ
きラーベス相が減少し磁歪特性が劣化する。
またFeの一部をＴ元素（Co,Ni）で置換することも可
能である。しかしながらあまり置換量が多いとキュリー
温度が低下し、磁気特性が低下してしまうため、（Fe
1-xTx）とした時、ｘ≦0.5が限界である。
能である。しかしながらあまり置換量が多いとキュリー
温度が低下し、磁気特性が低下してしまうため、（Fe
1-xTx）とした時、ｘ≦0.5が限界である。
更に本発明合金が立方晶の特定方位、例えば＜100
＞，＜110＞，＜111＞方向に優先配向していることによ
り、その方向における磁歪特性が更に向上する。また優
先配向した合金に磁場中熱処理を施し、磁化容易軸を特
定方向にそろえることにより磁歪特性は更に向上する。
＞，＜110＞，＜111＞方向に優先配向していることによ
り、その方向における磁歪特性が更に向上する。また優
先配向した合金に磁場中熱処理を施し、磁化容易軸を特
定方向にそろえることにより磁歪特性は更に向上する。
（実施例） 以下に本発明の実施例を説明する。
実施例１ 表１に示す組成を、アーク溶解法にて等方多結晶体、
立方晶の特定方位に結晶が配向した一方向凝固体，焼結
体として作成した後900℃×1weekの均質化処理を施し、
切削加工にて10mm×10mm×5mmの試験片とした。磁歪特
性は室温下で歪みゲージを用い磁界は対向磁極型磁石に
より発生させ2kOe印加磁界中で評価した。それぞれの磁
歪量はDyFe2の磁歪量で規格化した値で示した。
立方晶の特定方位に結晶が配向した一方向凝固体，焼結
体として作成した後900℃×1weekの均質化処理を施し、
切削加工にて10mm×10mm×5mmの試験片とした。磁歪特
性は室温下で歪みゲージを用い磁界は対向磁極型磁石に
より発生させ2kOe印加磁界中で評価した。それぞれの磁
歪量はDyFe2の磁歪量で規格化した値で示した。
表１から明らかな様に本発明の合金は低磁界における
磁歪特性が向上し、特に立方晶の特定方位に結晶を配向
させたものが優れていることがわかる。
磁歪特性が向上し、特に立方晶の特定方位に結晶を配向
させたものが優れていることがわかる。
実施例２ 表２に示す合金を実施例１に記載の方法で作成し、そ
れぞれ表中に示した条件にて磁場中熱処理を施した。磁
歪特性は実施例１と同様の方法で評価した。
れぞれ表中に示した条件にて磁場中熱処理を施した。磁
歪特性は実施例１と同様の方法で評価した。
表２から明らかな様に磁場中熱処理を施すことによ
り、磁化容易軸を特定の方向にもたせることにより、さ
らに特性が向上することがわかる。
り、磁化容易軸を特定の方向にもたせることにより、さ
らに特性が向上することがわかる。
［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明の超磁歪合金は、従来の磁
歪材料の特性に比べ極めて優れた磁歪特性を有し、実用
材料として十分なものである。特にミクロンオーダーの
微小変位制御用駆動部，強力超音波発生用振動子，セン
サ等の構成材料として極めて優れた特性を有するもので
ある。
歪材料の特性に比べ極めて優れた磁歪特性を有し、実用
材料として十分なものである。特にミクロンオーダーの
微小変位制御用駆動部，強力超音波発生用振動子，セン
サ等の構成材料として極めて優れた特性を有するもので
ある。
第１図はDy−Mnの状態図、第２図は、Dy−Gaの状態図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 28/00,38/00 - 38/60
Claims (2)
- 【請求項１】原子比で表した一般式 Ｒ（（Fe1-xTx）1-y-zMnyMz）ｗ ただしR:希土類元素の少なくとも一種 T:CoおよびNiのうち少なくとも一種 M:Mg,Al,Ga,Ru,Rh,Pd,Ag,Os,Ir,PtおよびAuから選ばれ
た少なくとも一種 ０≦ｘ≦0.5 0.005≦ｙ≦0.5 0.005≦ｚ≦0.2 1.5≦ｗ≦2.5 で表されることを特徴とする超磁歪合金。 - 【請求項２】請求項１記載の超磁歪合金を用いたことを
特徴とする微少変位制御用駆動部。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252123A JP2848643B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 超磁歪合金および微少変位制御用駆動部 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252123A JP2848643B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 超磁歪合金および微少変位制御用駆動部 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115540A JPH03115540A (ja) | 1991-05-16 |
| JP2848643B2 true JP2848643B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17232794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252123A Expired - Lifetime JP2848643B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | 超磁歪合金および微少変位制御用駆動部 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848643B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070183921A1 (en) | 2004-03-11 | 2007-08-09 | Japan Science And Technology Agency | Bulk solidified quenched material and process for producing the same |
| CN113432521A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-24 | 北京奥特美克科技股份有限公司 | 一种高精度位移传感器 |
| CN113444898A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-28 | 北京奥特美克科技股份有限公司 | 一种微型位移传感器敏感元件波导丝的制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5364798A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-09 | Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan | Electric magntostrictive convertor |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1252123A patent/JP2848643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03115540A (ja) | 1991-05-16 |
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Legal Events
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