JPH06250135A - 磁気光学探傷素子 - Google Patents
磁気光学探傷素子Info
- Publication number
- JPH06250135A JPH06250135A JP3342293A JP3342293A JPH06250135A JP H06250135 A JPH06250135 A JP H06250135A JP 3342293 A JP3342293 A JP 3342293A JP 3342293 A JP3342293 A JP 3342293A JP H06250135 A JPH06250135 A JP H06250135A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magneto
- optical
- flaw detection
- magnetic
- gdbi
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- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気光学探傷法に適した磁気光学探傷素子を
提供することを目的とする。 【構成】 磁気光学探傷素子は、(GdBi)3(Fe5-X AlX )O
12の組成を持ち、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット
単結晶基板上に液晶エピタキシャル成長した磁性ガーネ
ットであり、さらに(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12の組成にお
いて、X が0.3≦ X ≦0.6 の範囲にあり、且つ、該素
子の厚さd が 5μm ≦ｄ≦60μm の範囲にあることを特
徴とし、上記ガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結
晶基板には(GdCa)3(GaMgZr)5O12 を含む。
提供することを目的とする。 【構成】 磁気光学探傷素子は、(GdBi)3(Fe5-X AlX )O
12の組成を持ち、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット
単結晶基板上に液晶エピタキシャル成長した磁性ガーネ
ットであり、さらに(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12の組成にお
いて、X が0.3≦ X ≦0.6 の範囲にあり、且つ、該素
子の厚さd が 5μm ≦ｄ≦60μm の範囲にあることを特
徴とし、上記ガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結
晶基板には(GdCa)3(GaMgZr)5O12 を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気光学効果を用いた
光磁界センサー、特に鋼板からの漏洩磁界を測定し、鋼
板の欠陥を検知する探傷に用いられる磁気光学探傷素子
に関する。
光磁界センサー、特に鋼板からの漏洩磁界を測定し、鋼
板の欠陥を検知する探傷に用いられる磁気光学探傷素子
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼板の探傷は、鋼板表面の欠陥で
の光の散乱を検出する光学探傷、磁化した鋼板の欠陥か
らの漏洩磁界を検出する磁気探傷、超音波を利用する超
音波探傷が行われてきた。しかし、光学探傷は鋼板表面
の欠陥を高速で検出するには有効であるものの、鋼板内
部の欠陥検出は不可能であり、超音波探傷は鋼板端部に
不感帯を持つなどの欠点があった。
の光の散乱を検出する光学探傷、磁化した鋼板の欠陥か
らの漏洩磁界を検出する磁気探傷、超音波を利用する超
音波探傷が行われてきた。しかし、光学探傷は鋼板表面
の欠陥を高速で検出するには有効であるものの、鋼板内
部の欠陥検出は不可能であり、超音波探傷は鋼板端部に
不感帯を持つなどの欠点があった。
【０００３】一方、磁気探傷は原理的に鋼板表面および
内部の欠陥の検出が鋼板全面にわたって可能である。こ
の磁気探傷では、磁粉探傷法と磁電変換素子を用いる方
法が実用化されているが、磁粉探傷法は検査時間が極め
て長く、磁電変換素子を用いる方法は微小な欠陥の検出
感度が悪いなどの欠点があった。
内部の欠陥の検出が鋼板全面にわたって可能である。こ
の磁気探傷では、磁粉探傷法と磁電変換素子を用いる方
法が実用化されているが、磁粉探傷法は検査時間が極め
て長く、磁電変換素子を用いる方法は微小な欠陥の検出
感度が悪いなどの欠点があった。
【０００４】これら従来の磁気探傷の問題点を解消する
ものとして、桜井らの特定研究「新しい光磁気材料の開
発と物性の研究」,p252(1989) に示されるような磁性ガ
ーネット膜を利用した磁気光学探傷法が提案された。
ものとして、桜井らの特定研究「新しい光磁気材料の開
発と物性の研究」,p252(1989) に示されるような磁性ガ
ーネット膜を利用した磁気光学探傷法が提案された。
【０００５】この方法も欠陥からの漏洩磁束を検出する
ため鋼板の外部および内部の欠陥を検出できることはも
とより、高速の検出が可能である。さらに、磁性ガーネ
ットの持つ数十μm 以下の磁区に対応する空間分解能も
有するため、微小な欠陥の検出も可能となるものであ
る。
ため鋼板の外部および内部の欠陥を検出できることはも
とより、高速の検出が可能である。さらに、磁性ガーネ
ットの持つ数十μm 以下の磁区に対応する空間分解能も
有するため、微小な欠陥の検出も可能となるものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
磁性ガーネットは、その応用が磁気バブルメモリー，光
アイソレータ，送配電線に流れる電流検出用センサなど
であり、磁気光学探傷法に適した感度を有するものはな
く、磁気光学探傷法はアイデアはあるものの未だ現実の
ものとはなっていない。
磁性ガーネットは、その応用が磁気バブルメモリー，光
アイソレータ，送配電線に流れる電流検出用センサなど
であり、磁気光学探傷法に適した感度を有するものはな
く、磁気光学探傷法はアイデアはあるものの未だ現実の
ものとはなっていない。
【０００７】本発明は、かかる実情に鑑み、磁気光学探
傷法に適した磁気光学探傷素子を提供することを目的と
する。
傷法に適した磁気光学探傷素子を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による磁気光学探
傷素子は、(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12の組成を持ち、ガド
リニウム・ガリウム・ガーネット単結晶基板上に液晶エ
ピタキシャル成長した磁性ガーネットであり、さらに(G
dBi)3(Fe5-X AlX )O12の組成において、X が、0.3 ≦ X
≦0.6 の範囲にあり、さらに、該素子の厚さd が、5 μ
m ≦ｄ≦60μmの範囲にあることを特徴としている。
尚、上記ガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結晶基
板には(GdCa)3(GaMgZr)5O12 を含むものとする。
傷素子は、(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12の組成を持ち、ガド
リニウム・ガリウム・ガーネット単結晶基板上に液晶エ
ピタキシャル成長した磁性ガーネットであり、さらに(G
dBi)3(Fe5-X AlX )O12の組成において、X が、0.3 ≦ X
≦0.6 の範囲にあり、さらに、該素子の厚さd が、5 μ
m ≦ｄ≦60μmの範囲にあることを特徴としている。
尚、上記ガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結晶基
板には(GdCa)3(GaMgZr)5O12 を含むものとする。
【０００９】
【作用】磁気光学探傷法は鋼板を磁化し、鋼板の欠陥か
ら漏洩する磁界を磁性ガーネットの持つ磁気光学効果を
利用して検出するが、欠陥を検出する能力（以下欠陥検
出感度と称する）ｃは以下の式で表わされる。
ら漏洩する磁界を磁性ガーネットの持つ磁気光学効果を
利用して検出するが、欠陥を検出する能力（以下欠陥検
出感度と称する）ｃは以下の式で表わされる。
【００１０】 ｃ＝T2sin( 4θf ・d)/Hs ここで、 θf : ファラデー回転係数(deg./cm) d : 磁性ガーネットの厚さ Hs : 磁性ガーネットの飽和に要する磁界 T : 透過率 である。
【００１１】一般に、鋼板の欠陥から出る漏洩磁界の大
きさは微弱であるために、欠陥検出感度は0.3 ％／0e以
上が必要である。上記式の分子は高々１であるため、
欠陥検出感度を大きくするには、飽和磁界Hsを小さくす
る必要がある。一般に、磁性ガーネットのHsは飽和磁化
Msに比例するため、欠陥検出が行われる温度である室温
付近で飽和磁化が小さくなる材料を探索した。
きさは微弱であるために、欠陥検出感度は0.3 ％／0e以
上が必要である。上記式の分子は高々１であるため、
欠陥検出感度を大きくするには、飽和磁界Hsを小さくす
る必要がある。一般に、磁性ガーネットのHsは飽和磁化
Msに比例するため、欠陥検出が行われる温度である室温
付近で飽和磁化が小さくなる材料を探索した。
【００１２】この結果、室温付近に補償温度が存在する
(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12が好適な材料であることが判っ
た。また、この分子式の Xを変化させることで飽和磁化
Ms(または飽和磁界Hs) を微妙に制御することが可能で
あることも確認でき、同時に飽和磁界Hsが膜厚に依存す
ることも確認できた。
(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12が好適な材料であることが判っ
た。また、この分子式の Xを変化させることで飽和磁化
Ms(または飽和磁界Hs) を微妙に制御することが可能で
あることも確認でき、同時に飽和磁界Hsが膜厚に依存す
ることも確認できた。
【００１３】鋼板の磁極付近では欠陥が無い場合でも30
Oe 程度の漏洩磁界が発生する。飽和に要する磁界Hsを
この漏洩磁界より小さくしてしまうと、鋼板端部の欠陥
検出が全く不可能になってしまう。従って、余裕を以て
Hs≧40 Oe とすることが望ましい。
Oe 程度の漏洩磁界が発生する。飽和に要する磁界Hsを
この漏洩磁界より小さくしてしまうと、鋼板端部の欠陥
検出が全く不可能になってしまう。従って、余裕を以て
Hs≧40 Oe とすることが望ましい。
【００１４】これらのことを考慮すると欠陥検出感度
0.3％以上、飽和磁界Hs 40 Oe以上を満足するAl含有量
Xと 膜厚d(μm ) を限定することができる。
0.3％以上、飽和磁界Hs 40 Oe以上を満足するAl含有量
Xと 膜厚d(μm ) を限定することができる。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により更に詳しく説明する。先
ず、液相エピタキシャル法により(GdBi)3(Fe5-X AlX )O
12で Xを変えた磁性ガーネット膜の製作を行った。白金
るつぼ中にPbO, Bi2O3, B2O3をフラックスとして、Gd2O
3,Fe2O3,Al2O3 を溶かし込んだ融液を作製した。
ず、液相エピタキシャル法により(GdBi)3(Fe5-X AlX )O
12で Xを変えた磁性ガーネット膜の製作を行った。白金
るつぼ中にPbO, Bi2O3, B2O3をフラックスとして、Gd2O
3,Fe2O3,Al2O3 を溶かし込んだ融液を作製した。
【００１６】該融液を約800 ℃に加熱しながら、融液表
面へガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結晶基板を
付着させ回転させることにより、該基板の片面へ厚さ80
μmの(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12磁性ガーネット膜を成長
させた。またその際、融液中のAl2O3 の量を変えること
により Xを変えた材料を作製した。育成後、各磁性ガー
ネット膜は10μm 〜70μm の厚さに研磨され試験試料と
した。
面へガドリニウム・ガリウム・ガーネット単結晶基板を
付着させ回転させることにより、該基板の片面へ厚さ80
μmの(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12磁性ガーネット膜を成長
させた。またその際、融液中のAl2O3 の量を変えること
により Xを変えた材料を作製した。育成後、各磁性ガー
ネット膜は10μm 〜70μm の厚さに研磨され試験試料と
した。
【００１７】これら試験試料について飽和磁界Hsおよび
ファラデー回転角θf を求めた。Hsは、波長 0.78 μm
の光を用いたファラデーループより求め、θf は、波長
0.78μm の光を用いて溝尻光学社製ファラデー回転角測
定装置により求めた。さらに、欠陥検出感度は求められ
たHSとθf を用いて式により算出した。
ファラデー回転角θf を求めた。Hsは、波長 0.78 μm
の光を用いたファラデーループより求め、θf は、波長
0.78μm の光を用いて溝尻光学社製ファラデー回転角測
定装置により求めた。さらに、欠陥検出感度は求められ
たHSとθf を用いて式により算出した。
【００１８】(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12磁性ガーネット膜
のX および膜厚を変えたときの欠陥検出感度≧0.3 ％Oe
-1およびHs≧40 Oe を満足する領域を、縦軸に X, 横軸
に磁性ガーネット素子の膜厚d の関係図に表示すると、
図１の斜線部の如くになる。この斜線部は(GdBi)3(Fe
5-X AlX )O12の組成における Xが、 0.3 ≦ X≦0.6 の範囲にあり、さらに、膜厚d が、 5 μm ≦ｄ≦60μm の範囲にある領域であることを示している。
のX および膜厚を変えたときの欠陥検出感度≧0.3 ％Oe
-1およびHs≧40 Oe を満足する領域を、縦軸に X, 横軸
に磁性ガーネット素子の膜厚d の関係図に表示すると、
図１の斜線部の如くになる。この斜線部は(GdBi)3(Fe
5-X AlX )O12の組成における Xが、 0.3 ≦ X≦0.6 の範囲にあり、さらに、膜厚d が、 5 μm ≦ｄ≦60μm の範囲にある領域であることを示している。
【００１９】該領域の磁性ガーネット膜を用いて、３ｍ
幅鋼板の探傷を行った結果、鋼板全面で50μm 程度の微
小欠陥を検出することができ、十分に実用可能であるこ
とを確認した。
幅鋼板の探傷を行った結果、鋼板全面で50μm 程度の微
小欠陥を検出することができ、十分に実用可能であるこ
とを確認した。
【００２０】
【発明の効果】上述のように本発明による磁気光学探傷
素子は、鋼板の微小欠陥を高感度で検出する磁気光学探
傷に用いる材料として好適である。
素子は、鋼板の微小欠陥を高感度で検出する磁気光学探
傷に用いる材料として好適である。
【図１】本発明による(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12磁性ガー
ネット膜における欠陥検出感度ｃが、ｃ≧0.3 ％Oe-1お
よび飽和に要する磁界Hsが、Hs≧40 Oe を満足する磁気
光学探傷で用いるときの好適な領域図を示す。斜線区域
は好適領域である。
ネット膜における欠陥検出感度ｃが、ｃ≧0.3 ％Oe-1お
よび飽和に要する磁界Hsが、Hs≧40 Oe を満足する磁気
光学探傷で用いるときの好適な領域図を示す。斜線区域
は好適領域である。
Claims (2)
- 【請求項１】 磁気光学効果を利用した探傷へ用いられ
る磁気光学探傷素子において、該素子が(GdBi)3(Fe5-X
AlX )O12の組成を持ちガドリニウム・ガリウム・ガーネ
ット単結晶基板上に液晶エピタキシャル成長した磁性ガ
ーネットであることを特徴とした磁気光学探傷素子。 - 【請求項２】 上記(GdBi)3(Fe5-X AlX )O12の素子の組
成において、X が、0.3 ≦ X≦0.6 の範囲にあり、さら
に、該素子の厚さd が、 5μm ≦ｄ≦60μmの範囲にあ
ることを特徴とした請求項１に記載の磁気光学探傷素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3342293A JPH06250135A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 磁気光学探傷素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3342293A JPH06250135A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 磁気光学探傷素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250135A true JPH06250135A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12386133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3342293A Pending JPH06250135A (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 磁気光学探傷素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06250135A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6088725A (en) * | 1996-08-02 | 2000-07-11 | Hitachi, Ltd. | Mobile computer supporting system, its administrative server, its terminal, and address conversion method |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP3342293A patent/JPH06250135A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6088725A (en) * | 1996-08-02 | 2000-07-11 | Hitachi, Ltd. | Mobile computer supporting system, its administrative server, its terminal, and address conversion method |
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