磁致伸缩构件以及磁致伸缩构件的制造方法技术

提供一种磁致伸缩常数以及平行磁致伸缩量高

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁致伸缩构件以及磁致伸缩构件的制造方法


[0001]本专利技术涉及磁致伸缩构件以及磁致伸缩构件的制造方法
。

技术介绍

[0002]磁致伸缩材料作为功能性材料而受到关注
。
例如，作为铁系合金的
Fe
‑
Ga
合金是显示出磁致伸缩效应以及逆磁致伸缩效应的材料，显示出
100
～
350ppm
左右的较大的磁致伸缩
。
因此，近年来，作为能量收集领域的振动发电用材料而受到关注，期待在可穿戴终端
、
传感器类等中的应用
。
作为
Fe
‑
Ga
合金的单晶的制造方法，已知有基于提拉法
(
切克劳斯基法，以下简称为“Cz
法”)
的单晶的培育方法
(
例如，专利文献
1)。
另外，作为
Cz
法以外的制造方法，已知有垂直布里奇曼法
(VB
法
)、
垂直温度梯度凝固法
(VGF
法
)(
例如，专利文献
2、
专利文献
3)。
[0003]Fe
‑
Ga
合金在晶体的
<100>
方位具有易磁化轴，能够在该方位呈现出较大的磁致伸缩
。
以往，
Fe
‑
Ga
合金的磁致伸缩构件通过从
Fe
‑
Ga
的多晶以所期望的尺寸切割
<100>
方位取向的单晶部分来制造
(
例如，非专利文献
1)
，但由于晶体方位对磁致伸缩特性影响较大，因此认为使需要磁致伸缩构件的磁致伸缩的方向与晶体的磁致伸缩最大的
<100>
方位一致的单晶作为磁致伸缩构件的材料是最佳的
。
[0004]Fe
‑
Ga
合金的单晶在相对于单晶的
<100>
方位平行地施加磁场时，呈现出正磁致伸缩
(
以下，称为“平行磁致伸缩量”)。
另一方面，在相对于
<100>
方位垂直地施加磁场时，呈现出负磁致伸缩
(
以下，称为“垂直磁致伸缩量”)。
若逐渐增强所施加的磁场的强度，则平行磁致伸缩量或者垂直磁致伸缩量分别饱和
。
磁致伸缩常数
(3/2
λ
100
)
由饱和的平行磁致伸缩量与饱和的垂直磁致伸缩量之差决定，通过下述的式
(A)
求出
(
例如，专利文献
4、
非专利文献
2)。
[0005]3/2
λ
100
＝
ε
(//)
‑
ε
(
⊥
)
···
式
(A)
[0006]3/2
λ
100
：磁致伸缩常数
[0007]ε
(//)
：相对于
<100>
方向平行地施加磁场而饱和时的平行磁致伸缩量
[0008]ε
(
⊥
)
：相对于
<100>
方向垂直地施加磁场而饱和时的垂直磁致伸缩量
[0009]据认为
Fe
‑
Ga
合金的磁致伸缩特性对磁致伸缩
/
逆磁致伸缩效应以及磁致伸缩式振动发电器件的特性产生影响，在进行器件设计方面成为重要的参数
(
例如，非专利文献
4)。
尤其是，已知磁致伸缩常数依赖于
Fe
‑
Ga
合金单晶的
Ga
组成，在
Ga
组成为
18
～
19at
％和
27
～
28at
％时，磁致伸缩常数变得极大
(
例如，非专利文献
2)
，期望将这样的
Ga
浓度的
Fe
‑
Ga
合金用于器件
。
进一步地，近年来，报告了在磁致伸缩常数较大的基础上，存在平行磁致伸缩量越大则输出电压等器件特性越高的倾向
(
例如，非专利文献
3)。
[0010]磁致伸缩式振动发电器件例如由卷绕于线圈的
Fe
‑
Ga
磁致伸缩构件
、
磁轭
、
励磁用永久磁铁构成
(
例如，专利文献
5、
非专利文献
4)。
在该磁致伸缩式振动发电器件中，形成为如下结构：若使器件的可动部的磁轭振动，则固定于磁轭的中央的
Fe
‑
Ga
磁致伸缩构件连动地振动，通过逆磁致伸缩效应，卷绕于
Fe
‑
Ga
磁致伸缩构件的线圈的磁通密度发生变化，产
生电磁感应电动势而发电
。
在磁致伸缩式振动发电器件中，由于在磁轭的长边方向上施加力而引起振动，因此用于器件的
Fe
‑
Ga
磁致伸缩构件期望以使作为易磁化轴的
<100>
成为长边方向的方式进行加工
。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本特开
2016
‑
28831
号公报
[0014]专利文献2：日本特开
2016
‑
138028
号公报
[0015]专利文献3：日本特开平4‑
108699
号公报
[0016]专利文献4：日本特表
2015
‑
517024
号公报
[0017]专利文献5：国际公开第
2011
‑
158473
号
[0018]非专利文献
[0019]非专利文献1：
Etrema
公司，
State of the Art of Galfenol Processing.
[0020]非专利文献2：
A.E.Clark et al.,Appl.Phys.93(2003)8621.
[0021]非专利文献3：
Jung Ji本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种磁致伸缩构件，其中，所述磁致伸缩构件由具有磁致伸缩特性的铁系合金的晶体构成，所述磁致伸缩构件是具有正面和背面的板状体，对于所述正面和背面的一面，磁致伸缩构件的厚度与表面粗糙度
Ra
满足下述的式
(1)
，
logRa≥0.48t
‑
0.62
···
式
(1)
，
(
上述式
(1)
中，
log
表示常用对数，
Ra
表示表面粗糙度
(
μ
m)
，
t
表示磁致伸缩构件的厚度
(mm))。2.
根据权利要求1所述的磁致伸缩构件，其中，在所述磁致伸缩构件的厚度为
0.3mm
以上且
0.75mm
以下的情况下，表面粗糙度
Ra
为
1.0
μ
m
以下，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
0.75mm
的情况下，所述表面粗糙度
Ra
为
8.6
μ
m
以下
。3.
根据权利要求2所述的磁致伸缩构件，其中，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
0.3mm
且为
0.75mm
以下的情况下，所述表面粗糙度
Ra
为
0.5
μ
m
以上，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
0.75mm
且为
1.0mm
以下的情况下，所述表面粗糙度
Ra
为
1.0
μ
m
以上，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
1.0mm
且为
1.5mm
以下的情况下，所述表面粗糙度
Ra
为
1.3
μ
m
以上，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
1.5mm
且为
2.0mm
以下的情况下，所述表面粗糙度
Ra
为
2.5
μ
m
以上，并且，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
2.0mm
且为
2.5mm
以下的情况下，所述表面粗糙度
Ra
为
4.0
μ
m
以上
。4.
根据权利要求1至3中任一项所述的磁致伸缩构件，其中，在所述磁致伸缩构件的厚度为
0.5mm
以上且
0.75mm
以下的情况下，所述磁致伸缩构件的厚度与所述表面粗糙度
Ra
满足下述的式
(2)
，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
0.75mm
且为
1.0mm
以下的情况下，所述磁致伸缩构件的厚度与所述表面粗糙度
Ra
满足下述的式
(3)
，在所述磁致伸缩构件的厚度大于
1.0mm
且为
0.1.5mm
以下的情况下，所述磁致伸缩构件的厚度与所述表面粗糙度
Ra
满足下述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大久保和彦，栴檀祐晖，泉圣志，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：