JPH0337182A - 巨大磁歪合金ロツドの製造方法 - Google Patents
巨大磁歪合金ロツドの製造方法Info
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- JPH0337182A JPH0337182A JP1168454A JP16845489A JPH0337182A JP H0337182 A JPH0337182 A JP H0337182A JP 1168454 A JP1168454 A JP 1168454A JP 16845489 A JP16845489 A JP 16845489A JP H0337182 A JPH0337182 A JP H0337182A
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、音響素子、振動素子および固体アクチュエ
ーターの駆動素子等に使用される、磁歪量の大きい巨大
磁歪合金ロッドの製造方法に関するものである。
ーターの駆動素子等に使用される、磁歪量の大きい巨大
磁歪合金ロッドの製造方法に関するものである。
［従来の技術］
近年、音響素子、振動素子、固体アクチュエーターの駆
動素子その他種々の磁歪材料用として、磁歪量の大きい
巨大磁歪合金ロッドが注目されており、一部は実用化さ
れている。
動素子その他種々の磁歪材料用として、磁歪量の大きい
巨大磁歪合金ロッドが注目されており、一部は実用化さ
れている。
巨大磁歪合金として、米国特許Ｎα４，３０８，４７４
に開示されている。下記からなる、ターフエノールと呼
ばれている合金が知られている。
に開示されている。下記からなる、ターフエノールと呼
ばれている合金が知られている。
Ｔｂ１ＤｙｖＦｅｚ
但し、Ｘ、Ｙ、Ｚは原子数比であって、ｘ ： ０．２
５〜０．３５、 Ｙ ： ０．６０〜０．８０、 Ｚ ： １．５〜２．０゜ 上述した磁歪材料としてのＴｂｘＤｙアＦｅｚ合金は、
通常円柱状のロッドに成形して使用されるが、その磁歪
特性の向上のためには、溶融状態の前記合金をロッド状
に凝固させる際、または、前記合金のロッド状素材を熱
処理して、その組織を、巨人磁歪特性が生ずる。一方向
的な凝固組織または単結晶にすることが必要である。
５〜０．３５、 Ｙ ： ０．６０〜０．８０、 Ｚ ： １．５〜２．０゜ 上述した磁歪材料としてのＴｂｘＤｙアＦｅｚ合金は、
通常円柱状のロッドに成形して使用されるが、その磁歪
特性の向上のためには、溶融状態の前記合金をロッド状
に凝固させる際、または、前記合金のロッド状素材を熱
処理して、その組織を、巨人磁歪特性が生ずる。一方向
的な凝固組織または単結晶にすることが必要である。
特開昭５３−６４７９８号公報には、下記からなる、巨
大磁歪合金ロッドの製造方法が開示されている。
大磁歪合金ロッドの製造方法が開示されている。
アーク溶解法により、ＴｂｘＤｙｙＦｅｚ合金を型内に
おいて溶製し７そして円柱形状のロッドに形成する。
おいて溶製し７そして円柱形状のロッドに形成する。
このようにして得られたロッド状素材を、その軸線方向
に移動させながら、その融点よりもやや低い温度により
、全長にわたり熱処理して、その組織を、巨人磁歪特性
が生ずる一方向的な凝固組織に変える。かくして、巨大
磁歪合金ロッドが得られる。（以下、先行技術１という
） 特開昭６２−１０９９４６号公報には、下記からなる、
巨大磁歪合金ロッドの製造方法が開示されている。
に移動させながら、その融点よりもやや低い温度により
、全長にわたり熱処理して、その組織を、巨人磁歪特性
が生ずる一方向的な凝固組織に変える。かくして、巨大
磁歪合金ロッドが得られる。（以下、先行技術１という
） 特開昭６２−１０９９４６号公報には、下記からなる、
巨大磁歪合金ロッドの製造方法が開示されている。
ルツボによって、ＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金を溶製し、そ
して、溶融状態の前記合金をロッド状に形成する。
して、溶融状態の前記合金をロッド状に形成する。
次いで、得られたロッド状素材を石英チャンバー内に収
容し、石英チャンバーを囲むように、その外周に垂直移
動可能に配置した高周波コイルにより、前記ロッド状素
材をその全長にわたり連続的に熱処理して、その組織を
、巨大磁歪特性が生ずる一方向的な凝固組織に変える。
容し、石英チャンバーを囲むように、その外周に垂直移
動可能に配置した高周波コイルにより、前記ロッド状素
材をその全長にわたり連続的に熱処理して、その組織を
、巨大磁歪特性が生ずる一方向的な凝固組織に変える。
かくして、巨大磁歪合金ロッドが得られる。（以下、先
行技術２という） ［発明が解決しようとする課題］ 上述した先行技術１には、次のような問題がある。
行技術２という） ［発明が解決しようとする課題］ 上述した先行技術１には、次のような問題がある。
（１）アーク溶解法によって円柱形状のロッドを調製す
ることは容易ではなく、その歩留りも悪い。
ることは容易ではなく、その歩留りも悪い。
（２）アーク溶解により型内において溶製されたＴｂＸ
ＤＶｖＦｅｚ合金は、溶解後、型内において急速に冷却
されてロッドとなる。ＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金からなる
ロッドは、一般に脆弱である。従って、上述した型内に
おける急速な冷却時に、前記ロッドに多くの割れが発生
しやすい。
ＤＶｖＦｅｚ合金は、溶解後、型内において急速に冷却
されてロッドとなる。ＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金からなる
ロッドは、一般に脆弱である。従って、上述した型内に
おける急速な冷却時に、前記ロッドに多くの割れが発生
しやすい。
（３）ロッド状素材に対し、その融点よりもやや低い温
度により熱処理を施して、その組織を、一方向的な凝固
組織に変える効率が極めて悪い。
度により熱処理を施して、その組織を、一方向的な凝固
組織に変える効率が極めて悪い。
上述した先行技術２には１次のような問題がある。
（１）先行技術２によって製造され得るＴｂよりｙＹＦ
ｅｚ合金ロンドのロッ直径は約１Ｏｎ＋ｍである。即ち
、溶融状態のＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金の表面張力は小さ
く且つその密度は大きい。従って、前記合金のロッド状
素材を高周波コイルによって加熱したときに、その直径
が１０１ｍを超えると、溶融状態を保持することができ
なくなり、液滴の落下が生ずる。
ｅｚ合金ロンドのロッ直径は約１Ｏｎ＋ｍである。即ち
、溶融状態のＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金の表面張力は小さ
く且つその密度は大きい。従って、前記合金のロッド状
素材を高周波コイルによって加熱したときに、その直径
が１０１ｍを超えると、溶融状態を保持することができ
なくなり、液滴の落下が生ずる。
前記合金のロッド状素材を高周波コイルにより加熱した
ときに溶融状態を保持し得る、ロッド状素材の直径の限
界は、上述した表面張力および密度のほか、高周波コイ
ルの周波数およびその出力電力にもよるが、本発明者等
の経験によれば、これらの要因を考慮しても、たかだか
１０＋ｎｍである。
ときに溶融状態を保持し得る、ロッド状素材の直径の限
界は、上述した表面張力および密度のほか、高周波コイ
ルの周波数およびその出力電力にもよるが、本発明者等
の経験によれば、これらの要因を考慮しても、たかだか
１０＋ｎｍである。
一方、−殻内な磁歪合金ロッドの製造方法として、ブリ
ッジマン法と称されている下記からなる方法が知られて
いる。固体状の磁歪合金をルツボ内に収容し、前記ルツ
ボを、所定の温度勾配を有する炉内に入れ、前記ルツボ
を加熱して、前記ルツボ内の磁歪合金を溶融し、次いで
、前記ルツボおよび前記炉の何れか一方を移動し、前記
ルツボを冷却して、前記ルツボ内の溶融した磁歪合金を
凝固させそして単結晶に結晶化させる。
ッジマン法と称されている下記からなる方法が知られて
いる。固体状の磁歪合金をルツボ内に収容し、前記ルツ
ボを、所定の温度勾配を有する炉内に入れ、前記ルツボ
を加熱して、前記ルツボ内の磁歪合金を溶融し、次いで
、前記ルツボおよび前記炉の何れか一方を移動し、前記
ルツボを冷却して、前記ルツボ内の溶融した磁歪合金を
凝固させそして単結晶に結晶化させる。
上述した方法によれば、直径１０ｎｎ超の磁歪合金ロッ
ドを製造することが可能である。しかしながら、Ｔ ｂ
８Ｄ Ｙｖ Ｆ ｅｚ合金ロッドを上述した方法で製造
するためには、前記合金に適合した特別な温度条件が必
要であり、かかる条件はまだ解明されていない。
ドを製造することが可能である。しかしながら、Ｔ ｂ
８Ｄ Ｙｖ Ｆ ｅｚ合金ロッドを上述した方法で製造
するためには、前記合金に適合した特別な温度条件が必
要であり、かかる条件はまだ解明されていない。
近年、大出力の磁歪合金ロッドの要求が多く、この要求
に応えるためには、Ｔｂ□ＤｙｖＦｅｚ合金ロッドの大
径化が不可欠である。
に応えるためには、Ｔｂ□ＤｙｖＦｅｚ合金ロッドの大
径化が不可欠である。
従って、この発明の目的は、Ｔｂより ｙ、 Ｆ ｅ、
合金のような、少なくともディスプロシウム（、Ｄｙ）
とテルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金属と
、１種類以上の遷移金属とからなる、直径１０−超の大
径で且つ高特性の巨大磁歪合金ロッドを、容易に安定し
て効率高く製造するための方法を提供することにある。
合金のような、少なくともディスプロシウム（、Ｄｙ）
とテルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金属と
、１種類以上の遷移金属とからなる、直径１０−超の大
径で且つ高特性の巨大磁歪合金ロッドを、容易に安定し
て効率高く製造するための方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
この発明は、固体状の磁歪合金をルツボ内に収容し、前
記ルツボを、所定の温度勾配を有する炉内に入れ、前記
ルツボを加熱して、前記ルツボ内の磁歪合金を溶融し、
次いで、前記ルツボおよび前記炉の何れか一方を移動し
、前記ルツボを冷却して、前記ルツボ内の溶融した磁歪
合金を凝固させそして単結晶に結晶化させることからな
る。磁歪合金ロッドの製造方法において。
記ルツボを、所定の温度勾配を有する炉内に入れ、前記
ルツボを加熱して、前記ルツボ内の磁歪合金を溶融し、
次いで、前記ルツボおよび前記炉の何れか一方を移動し
、前記ルツボを冷却して、前記ルツボ内の溶融した磁歪
合金を凝固させそして単結晶に結晶化させることからな
る。磁歪合金ロッドの製造方法において。
前記磁歪合金として、少なくともディスプロシウム（Ｄ
ｙ）とテルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金
属と、■種類以上の遷移金属とからなる合金を使用し、 前記ルツボ内の前記磁歪合金の溶融、凝固および結晶化
を、０．２から１０気圧の範囲内の圧力に保たれた不活
性ガス雰囲気下において行ない、前記ルツボ内における
溶融状態の前記磁歪合金の結晶化を、１２７０℃から１
１８０℃の範囲内において、ＩＣｌ１１当りＩＯから１
００℃の温度で低下する温度勾配によって行ない、そし
て。
ｙ）とテルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金
属と、■種類以上の遷移金属とからなる合金を使用し、 前記ルツボ内の前記磁歪合金の溶融、凝固および結晶化
を、０．２から１０気圧の範囲内の圧力に保たれた不活
性ガス雰囲気下において行ない、前記ルツボ内における
溶融状態の前記磁歪合金の結晶化を、１２７０℃から１
１８０℃の範囲内において、ＩＣｌ１１当りＩＯから１
００℃の温度で低下する温度勾配によって行ない、そし
て。
前記ルツボおよび前記炉の何れか一方の移動速度を、０
．１から５．Ｏｍ＋＋／ｍｉｎの範囲内としたことに特
徴を有するものである。
．１から５．Ｏｍ＋＋／ｍｉｎの範囲内としたことに特
徴を有するものである。
この発明において使用するＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金（但
し、Ｘ ： ０．２５〜０．３５． Ｙ ： ０．６０
〜０．８０． Ｚ ：１．５〜２、Ｏ）のような、少な
くともディスプロシウム（Ｄｙ）とテルビウム（Ｔｂ）
を含む２種類以上の希土類金属と、１種類以上の遷移金
属とからなる合金は、極めて活性である。従って、ルツ
ボ内の磁歪合金の溶融、凝固および結晶化を、不活性ガ
ス雰囲気下において行なうことが不可欠である。雰囲気
圧力は、０．２からＩＯ気圧の範囲内に限定すべきであ
る。雰囲気圧力が０．２気圧未満では、溶融した前記合
金が蒸発して、その成分組成が変動する問題が生ずる。
し、Ｘ ： ０．２５〜０．３５． Ｙ ： ０．６０
〜０．８０． Ｚ ：１．５〜２、Ｏ）のような、少な
くともディスプロシウム（Ｄｙ）とテルビウム（Ｔｂ）
を含む２種類以上の希土類金属と、１種類以上の遷移金
属とからなる合金は、極めて活性である。従って、ルツ
ボ内の磁歪合金の溶融、凝固および結晶化を、不活性ガ
ス雰囲気下において行なうことが不可欠である。雰囲気
圧力は、０．２からＩＯ気圧の範囲内に限定すべきであ
る。雰囲気圧力が０．２気圧未満では、溶融した前記合
金が蒸発して、その成分組成が変動する問題が生ずる。
一方、雰囲気圧力が１０気圧を超えると、その操作およ
び安全上から問題が生ずる合金が結晶化する温度の近傍
における温度勾配および、結晶化速度に対応するルツボ
または炉の移動速度は、結晶の方位および組織に大きく
影響する。磁歪特性に優れたＴｂｘ Ｄ ｙ Ｙ Ｆ
ｅ ｚ合金の結晶開始温度は、１２３５±１０℃であり
、その第２包晶温度は、約１１８５℃である。この点か
ら、ルツボ内における溶融状態の前記合金の結晶化は、
１２７０℃から１１８０℃の範囲内において、１鴎当り
ＩＯから１００℃の温度で低下する温度勾配によって行
ない、且゛つ、ルツボまたは炉の移動速度を、０．１か
ら５．０ｒｒｌＢ／ｍｉｎの範囲内とすることが必要で
ある。
び安全上から問題が生ずる合金が結晶化する温度の近傍
における温度勾配および、結晶化速度に対応するルツボ
または炉の移動速度は、結晶の方位および組織に大きく
影響する。磁歪特性に優れたＴｂｘ Ｄ ｙ Ｙ Ｆ
ｅ ｚ合金の結晶開始温度は、１２３５±１０℃であり
、その第２包晶温度は、約１１８５℃である。この点か
ら、ルツボ内における溶融状態の前記合金の結晶化は、
１２７０℃から１１８０℃の範囲内において、１鴎当り
ＩＯから１００℃の温度で低下する温度勾配によって行
ない、且゛つ、ルツボまたは炉の移動速度を、０．１か
ら５．０ｒｒｌＢ／ｍｉｎの範囲内とすることが必要で
ある。
ルツボの温度勾配、および、ルツボまたは炉の移動速度
が上述の範囲を外れると、工業的且つ効率的に前記合金
を、巨大磁歪特性が生ずる一方向的な凝固組織または単
結晶にすることができない。
が上述の範囲を外れると、工業的且つ効率的に前記合金
を、巨大磁歪特性が生ずる一方向的な凝固組織または単
結晶にすることができない。
即ち、温度勾配がｌＯ℃／３未満では、前記合金を結晶
化させるために、ルツボまたは炉の移動速度を０．Ｉｎ
＋ｍ／ｆｆｌ１ｎ未満の超低速にしなければならず、こ
のような超低速では生産性を阻害し、実操業上問題が生
ずる。一方、温度勾配が１００℃／国を超えると、この
ような温度勾配にするための特別な急冷設備が必要とな
り、実操業上このような急冷は困難である。
化させるために、ルツボまたは炉の移動速度を０．Ｉｎ
＋ｍ／ｆｆｌ１ｎ未満の超低速にしなければならず、こ
のような超低速では生産性を阻害し、実操業上問題が生
ずる。一方、温度勾配が１００℃／国を超えると、この
ような温度勾配にするための特別な急冷設備が必要とな
り、実操業上このような急冷は困難である。
ルツボまたは炉の移動速度が０．１ｏｎ／ｍｉｎ未満で
は、°上述したように生産性を阻害し、実操業上問題が
生ずる。一方、ルツボまたは炉の移動速度が５．０ｍｍ
／ｍｉｎを超えると、前記合金を、一方向的な凝固組織
または単結晶にすることができない。
は、°上述したように生産性を阻害し、実操業上問題が
生ずる。一方、ルツボまたは炉の移動速度が５．０ｍｍ
／ｍｉｎを超えると、前記合金を、一方向的な凝固組織
または単結晶にすることができない。
第１図は、この発明の方法を実施するための装置の一例
を示す概略垂直断面図、第２図は第１図に示す炉内の垂
直方向の温度分布を示す図である。
を示す概略垂直断面図、第２図は第１図に示す炉内の垂
直方向の温度分布を示す図である。
第１図において、■・は垂直に配置された管状炉であっ
て、管状炉１の外側を囲むように、その上方から下方に
向けて、電気抵抗加熱器からなる主ヒータ２、第１アフ
ターヒータ３および第２アフターヒータ４が、この順序
で配置されている。
て、管状炉１の外側を囲むように、その上方から下方に
向けて、電気抵抗加熱器からなる主ヒータ２、第１アフ
ターヒータ３および第２アフターヒータ４が、この順序
で配置されている。
管状炉１内には、その上端に、常圧焼結窒化ボロン製の
ルツボ受け５を有するルツボ支持ロッド６が上下方向に
移動可能に配置されている。ルツボ支持ロッド６の下部
は、管状炉ｌの下端から下方に突出しており、管状炉１
の下端には、ルツボ支持ロッド６との間の隙間に、○リ
ング等のシール材７が設けられている。管状炉１の上端
は、図示しない蓋によって開閉可能になっており、蓋に
は図示しない不活性ガス供給管が取り付けられている。
ルツボ受け５を有するルツボ支持ロッド６が上下方向に
移動可能に配置されている。ルツボ支持ロッド６の下部
は、管状炉ｌの下端から下方に突出しており、管状炉１
の下端には、ルツボ支持ロッド６との間の隙間に、○リ
ング等のシール材７が設けられている。管状炉１の上端
は、図示しない蓋によって開閉可能になっており、蓋に
は図示しない不活性ガス供給管が取り付けられている。
８は、管状炉１内に図示しない蓋を通して挿入された熱
電対である。
電対である。
９は、管状炉１内に挿入され、ルツボ支持ロッド６のル
ツボ受け５上に載置された、セラミックス製の、上端が
解放されそして下端が閉じられている円筒状ルツボであ
る。ルツボ９の下部９ａは、３０から１００度の角度で
円錐状に形成されており、ルツボ受け５の上面には、上
述した円錐状の下部９ａが装入される凹部が形成されて
いる。上述のようにルツボ９の下部９ａを円錐状に形成
することは。
ツボ受け５上に載置された、セラミックス製の、上端が
解放されそして下端が閉じられている円筒状ルツボであ
る。ルツボ９の下部９ａは、３０から１００度の角度で
円錐状に形成されており、ルツボ受け５の上面には、上
述した円錐状の下部９ａが装入される凹部が形成されて
いる。上述のようにルツボ９の下部９ａを円錐状に形成
することは。
下部９ａ内において微小結晶の核を生成せしめ、生成し
た微小結晶の核を成長させて単結晶を育成する上におい
て好ましい。
た微小結晶の核を成長させて単結晶を育成する上におい
て好ましい。
円錐状の下部９ａの角度は、３０か６１００度の範囲内
に限定することが好ましい。前記角度が３０度未満では
、円錐状の下部９ａの長さが長くなる。円錐状の下部９
ａ内で形成された円錐状のロッドは切り捨てなければな
らない、従って、上述のように円錐状の下部９ａの長さ
が長くなると、製品歩留りの低下を招く。一方、前記角
度が１００度を超えると、上述した単結晶育成の効果が
失なわれる。
に限定することが好ましい。前記角度が３０度未満では
、円錐状の下部９ａの長さが長くなる。円錐状の下部９
ａ内で形成された円錐状のロッドは切り捨てなければな
らない、従って、上述のように円錐状の下部９ａの長さ
が長くなると、製品歩留りの低下を招く。一方、前記角
度が１００度を超えると、上述した単結晶育成の効果が
失なわれる。
ＴｂｘＤｙｖＦｅｚ合金は、前述したように極めて活性
であるから、このような合金を溶融しそして結晶化させ
るためのルツボの材質として、熱分解窒化ボロン（Ｐ−
ＢＮ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）。
であるから、このような合金を溶融しそして結晶化させ
るためのルツボの材質として、熱分解窒化ボロン（Ｐ−
ＢＮ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）。
酸化イツトリウム（ＹＺ Ｏ−）および酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ３）の少なくとも１つを主成分とするセラミ
ックスを使用することが望ましい。
ム（ＺｒＯ３）の少なくとも１つを主成分とするセラミ
ックスを使用することが望ましい。
図示はしないが、ルツボ９の円錐状部分の下端に、例え
ば、直径１〜５ｍ、深さ１０〜５０ｍ１の細穴を設け、
前記細穴内に単結晶を育成するための種結晶を充填して
もよい、磁歪特性がもっとも優れている＜１１１＞方位
に結晶を配向させるために、使用する種結晶として、＜
１１１＞方位の種結晶を使用することが好ましい０種結
晶を充填せずに凝固させると、＜１１２＞方位の結晶が
優先的に成長する。従って、＜１１２＞方位の種結晶を
充填してもよい。
ば、直径１〜５ｍ、深さ１０〜５０ｍ１の細穴を設け、
前記細穴内に単結晶を育成するための種結晶を充填して
もよい、磁歪特性がもっとも優れている＜１１１＞方位
に結晶を配向させるために、使用する種結晶として、＜
１１１＞方位の種結晶を使用することが好ましい０種結
晶を充填せずに凝固させると、＜１１２＞方位の結晶が
優先的に成長する。従って、＜１１２＞方位の種結晶を
充填してもよい。
次に、この発明を、実施例により更に詳細に説明する。
［実施例］
原子数比でＴｂｏ−ａＤｙａ、ｔＦｅ工、からなる成分
組成の磁歪合金を、アークメルト法によって溶製し。
組成の磁歪合金を、アークメルト法によって溶製し。
得られた薄片状の磁歪合金を、第１図に示す装置を使用
し、第２図に示す温度分布によって溶解しそして凝固さ
せた。即ち、内径３２ｎｎ、外径３４ｍｍ、長さ２３０
ｗｎであり、 その下部９ａが６０度の角度の円錐状に
形成されている、熱分解窒化ボロン製のルツボ９内に、
上述の薄片状の磁歪合金を収容し、このように磁歪合金
が収容されたルツボ９を、管状炉１内の、常圧焼結窒化
ボロン製のルツボ受け５上にセットした。
し、第２図に示す温度分布によって溶解しそして凝固さ
せた。即ち、内径３２ｎｎ、外径３４ｍｍ、長さ２３０
ｗｎであり、 その下部９ａが６０度の角度の円錐状に
形成されている、熱分解窒化ボロン製のルツボ９内に、
上述の薄片状の磁歪合金を収容し、このように磁歪合金
が収容されたルツボ９を、管状炉１内の、常圧焼結窒化
ボロン製のルツボ受け５上にセットした。
管状炉１内をアルゴンガス雰囲気となし、２気圧に保っ
た。
た。
ルツボ受け５上にセットされたルツボ９を、ルツボ支持
ロッド６により主ヒータ２の位置に配置し、主ヒータ２
によって１，３００℃に加熱した。なお、加熱温度が１
，３００’Ｃに維持されるように、熱電対８によって管
状炉１内の温度を測定し、主ヒータ２の電力を調整した
。
ロッド６により主ヒータ２の位置に配置し、主ヒータ２
によって１，３００℃に加熱した。なお、加熱温度が１
，３００’Ｃに維持されるように、熱電対８によって管
状炉１内の温度を測定し、主ヒータ２の電力を調整した
。
このようにして、ルツボ９を、１．．３００℃の温度で
１時間加熱し、ルツボ９内の薄片状の磁歪合金を溶解し
た。次いで、ルツボ支持ロッド６により、ルツボ９を、
加熱温度が８００℃に維持されている第１アフターヒー
タ３および第２アフターヒータ４の位置に、１．５ｍｍ
／＋ｉｉｎの一定速度で下降せしめた。このときの、磁
歪合金の結晶開始温度である１２３５℃の近傍における
。 １２７０℃から１１８０℃の範囲内の温度勾配を、
１ｃｍ当り４５℃とした。
１時間加熱し、ルツボ９内の薄片状の磁歪合金を溶解し
た。次いで、ルツボ支持ロッド６により、ルツボ９を、
加熱温度が８００℃に維持されている第１アフターヒー
タ３および第２アフターヒータ４の位置に、１．５ｍｍ
／＋ｉｉｎの一定速度で下降せしめた。このときの、磁
歪合金の結晶開始温度である１２３５℃の近傍における
。 １２７０℃から１１８０℃の範囲内の温度勾配を、
１ｃｍ当り４５℃とした。
この結果、ルツボ９内の溶融状態の磁歪合金ＩＯは凝固
し、同一方向の単結晶組織の磁歪合金１０′ となった
。なお、凝固した磁歪合金１０′ を収容するルツボ９
は、第１アフターヒータ３および第２アフターヒータ４
により、８００℃の温度に加熱されながら管状炉ｌから
引き抜かれるので、ルツボ９内の凝固した磁歪合金１０
′ に割れが生ずることはない。管状炉ｌから抜き出し
たルツボ９から、凝固した磁歪合金を取り出し、かくし
て、磁歪合金ロッドが製造された。このようにして製造
された磁歪合金ロッドは、＜１１２＞方位の単結晶組織
からなっており、極めて高い磁歪特性を示した。
し、同一方向の単結晶組織の磁歪合金１０′ となった
。なお、凝固した磁歪合金１０′ を収容するルツボ９
は、第１アフターヒータ３および第２アフターヒータ４
により、８００℃の温度に加熱されながら管状炉ｌから
引き抜かれるので、ルツボ９内の凝固した磁歪合金１０
′ に割れが生ずることはない。管状炉ｌから抜き出し
たルツボ９から、凝固した磁歪合金を取り出し、かくし
て、磁歪合金ロッドが製造された。このようにして製造
された磁歪合金ロッドは、＜１１２＞方位の単結晶組織
からなっており、極めて高い磁歪特性を示した。
上述した実施例においては、管状炉１の外側に、主ヒー
タ２、第１アフターヒータ３および第２アフターヒータ
４を固定して配置し、管状炉１内のルツボ９を移動させ
て、ルツボ１内の磁歪合金を溶解、凝固させたが、これ
とは反対に、管状炉１内にルツボ９を固定して配置し、
管状炉１の外側の主ヒータ２、第１アフターヒータ３お
よび第２アフターヒータ４を移動させて、ルツボ１内の
磁歪合金を溶解、凝固させるようにしてもよい。
タ２、第１アフターヒータ３および第２アフターヒータ
４を固定して配置し、管状炉１内のルツボ９を移動させ
て、ルツボ１内の磁歪合金を溶解、凝固させたが、これ
とは反対に、管状炉１内にルツボ９を固定して配置し、
管状炉１の外側の主ヒータ２、第１アフターヒータ３お
よび第２アフターヒータ４を移動させて、ルツボ１内の
磁歪合金を溶解、凝固させるようにしてもよい。
［発明の効果コ
以上述べたように、この発明によれば、ルツボ内におい
て薄片状の磁歪合金を溶解しそして凝固させ、この凝固
時に、その組織を巨大磁歪特性が生ずる同一方向の単結
晶組織にするものであるから、ルツボの形状を変えるだ
けで、Ｔ ｂ ！ Ｄ ｙアＦｅ。
て薄片状の磁歪合金を溶解しそして凝固させ、この凝固
時に、その組織を巨大磁歪特性が生ずる同一方向の単結
晶組織にするものであるから、ルツボの形状を変えるだ
けで、Ｔ ｂ ！ Ｄ ｙアＦｅ。
合金のような、少なくともディスプロシウム（Ｄｙ）と
テルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金属と、
１種類以上の遷移金属とからなる、直径ｌＯｍ超の大径
で且つ高特性の巨大磁歪合金ロッドを、容易に、安定し
て効率高く製造することができる、工業上有用な効果が
もたらされる。
テルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金属と、
１種類以上の遷移金属とからなる、直径ｌＯｍ超の大径
で且つ高特性の巨大磁歪合金ロッドを、容易に、安定し
て効率高く製造することができる、工業上有用な効果が
もたらされる。
第１図はこの発明の方法を実施するための装置の一例を
示す概略垂直断面図、第２図は第１図に示す炉内の垂直
方向の温度分布を示す図である。 図面において、 １・・・管状炉、 ２・・・主ヒータ、３・・・
第１アフターヒータ、 ４・・・第２アフターヒータ、 ５・・・ルツボ受け、 ６・・・ルツボ支持ロッド、
７・・・シール材、 ８・・・熱電対、９・・・ル
ツボ、 ９ａ・・・ルツボ下部、１０．１０’・・
・磁歪合金。 第 図
示す概略垂直断面図、第２図は第１図に示す炉内の垂直
方向の温度分布を示す図である。 図面において、 １・・・管状炉、 ２・・・主ヒータ、３・・・
第１アフターヒータ、 ４・・・第２アフターヒータ、 ５・・・ルツボ受け、 ６・・・ルツボ支持ロッド、
７・・・シール材、 ８・・・熱電対、９・・・ル
ツボ、 ９ａ・・・ルツボ下部、１０．１０’・・
・磁歪合金。 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固体状の磁歪合金をルツボ内に収容し、前記ルツボ
を、所定の温度勾配を有する炉内に入れ、前記ルツボを
加熱して、前記ルツボ内の磁歪合金を溶融し、次いで、
前記ルツボおよび前記炉の何れか一方を移動し、前記ル
ツボを冷却して、前記ルツボ内の溶融した磁歪合金を凝
固させそして単結晶に結晶化させることからなる、磁歪
合金ロッドの製造方法において、 前記磁歪合金として、少なくともデイスプロシウム（Ｄ
ｙ）とテルビウム（Ｔｂ）を含む２種類以上の希土類金
属と、１種類以上の遷移金属とからなる合金を使用し、 前記ルツボ内の前記磁歪合金の溶融、凝固および結晶化
を、０．２から１０気圧の範囲内の圧力に保たれた不活
性ガス雰囲気下において行ない、前記ルツボ内における
溶融状態の前記磁歪合金の結晶化を、１２７０℃から１
１８０℃の範囲内において、１ｃｍ当り１０から１００
℃の温度で低下する温度勾配によって行ない、そして、 前記ルツボおよび前記炉の何れか一方の移動速度を、０
．１から５．０ｍｍ／ｍｉｎの範囲内とすることを特徴
とする、巨大磁歪合金ロッドの製造方法。 ２ 前記ルツボとして、その下部が３０〜１００度の角
度の円錐状に形成された、セラミックス製の円筒状ルツ
ボを使用する、請求項１記載の巨大磁歪合金ロッドの製
造方法 ３ 前記ルツボが、熱分解窒化ボロン（Ｐ−ＢＮ）、酸
化カルシウム（ＣａＯ）、酸化イットリウム（Ｙ＿２Ｏ
＿３）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ＿２）の少なく
とも１つを主成分とするセラミックス製である、請求項
１または２記載の巨大磁歪合金ロッドの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1168454A JPH062635B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 巨大磁歪合金ロツドの製造方法 |
| US07/539,603 US5067551A (en) | 1989-06-30 | 1990-06-18 | Method for manufacturing alloy rod having giant magnetostriction |
| EP90111888A EP0405362A1 (en) | 1989-06-30 | 1990-06-22 | Method for manufacturing alloy rod having giant magnetostriction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1168454A JPH062635B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 巨大磁歪合金ロツドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337182A true JPH0337182A (ja) | 1991-02-18 |
| JPH062635B2 JPH062635B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=15868409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1168454A Expired - Lifetime JPH062635B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 巨大磁歪合金ロツドの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5067551A (ja) |
| EP (1) | EP0405362A1 (ja) |
| JP (1) | JPH062635B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2003244601B2 (en) * | 2002-09-11 | 2008-11-06 | Black & Decker Inc. | Electrical extension lead |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5336337A (en) * | 1991-02-05 | 1994-08-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetrostrictive materials and methods of making such materials |
| US5383978A (en) * | 1992-02-15 | 1995-01-24 | Santoku Metal Industry Co., Ltd. | Alloy ingot for permanent magnet, anisotropic powders for permanent magnet, method for producing same and permanent magnet |
| CN1045230C (zh) * | 1994-01-29 | 1999-09-22 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 超磁致伸缩稀土铁合金棒的制造方法 |
| JP3452210B2 (ja) * | 1994-04-19 | 2003-09-29 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁歪材の製造方法 |
| US6273965B1 (en) | 1996-10-18 | 2001-08-14 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Magnetostrictive materials and method for improving AC characteristics in same |
| WO2002009205A1 (en) * | 2000-07-21 | 2002-01-31 | Siemens Automotive Corporation | Metallurgical and mechanical compensation of the temperature response of terbium-based rare-earth magnetostrictive alloys |
| US7294199B2 (en) * | 2004-06-10 | 2007-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride single crystal and producing method thereof |
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| GB201319671D0 (en) | 2013-11-07 | 2013-12-25 | Ebner Ind Ofenbau | Controlling a temperature of a crucible inside an oven |
| JP6122882B2 (ja) | 2015-01-29 | 2017-04-26 | 日本高周波鋼業株式会社 | 磁歪部材およびその製造方法 |
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Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2051607B (en) * | 1979-07-05 | 1983-06-29 | Philips Electronic Associated | Method of making monocrystalline ternary semiconductor material |
| JPS6241792A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-23 | Fujitsu Ltd | 半導体単結晶の製造方法 |
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| JPH01242480A (ja) * | 1988-03-25 | 1989-09-27 | Tokin Corp | 単結晶の製造装置 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP1168454A patent/JPH062635B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-18 US US07/539,603 patent/US5067551A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-22 EP EP90111888A patent/EP0405362A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4308474A (en) * | 1979-11-14 | 1981-12-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Rare earth-iron magnetostrictive materials and devices using these materials |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0405362A1 (en) | 1991-01-02 |
| US5067551A (en) | 1991-11-26 |
| JPH062635B2 (ja) | 1994-01-12 |
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