ナノ結晶磁気コアを得るための溶融前の熱時間処理準備とユニークな磁気特性

Fe-Cr-B合金は、高硬度のホウ化物相によって強化された耐摩耗・耐食材料として注目されている。従来の鋳造では、近平衡の遅い凝固(10−1~102 K/s)で粗大な連続網目状ホウ化物が生成し、元素偏析も激しく、脆性が高く信頼性が限定的であった。レーザー加工(レーザー肉盛溶接:103~106 K/s、LPBF/DED:106~108 K/s、レーザー再融解)は、極端な非平衡急速凝固を特徴とするが、熱勾配G、凝固速度R、相進化挙動が大きく異なる。本レビューでは、LPBF、DED、レーザー肉盛溶接、鋳造の直接的な証拠と間接的な推論を厳密に分類している。定量比較により、レーザー肉盛溶接はホウ化物を1…

• ガスアトマイズ法により粒径範囲の異なる3種類のCo40Fe40B20予備合金粉末を調製し、真空熱間プレス焼結でバルク合金を製造した
• 熱間プレス焼結中に不安定な(Fe,Co)3B相が完全分解し、安定なbcc-(Fe,Co)相とbcc-(Fe,Co)2B第二相へ変化することを確認した
• 分散した(Fe,Co)2B相のゼナーピン止め効果により結晶粒成長が抑制され、均一で微細な等軸結晶粒組織が得られた

• メガヘルツ領域のパワーエレクトロニクスで従来フェライトが低飽和磁化と高周波損失増大によりボトルネック化しており、高磁束密度・低損失のSMCが代替候補として注目されている
• SMCのマクロ磁気特性は磁性粉末上の絶縁コーティングの微細構造と界面特性に依存し、コアシェル構造による渦電流抑制が界面工学の焦点となっている
• 有機コーティングから無機・複合・ナノスケールへと開発が進み、リン酸塩、酸化物、ガラス/セラミック、原子層堆積(ALD)酸化物系のプロセス-構造-特性関係が整理されている

高エントロピー遷移金属二ホウ化物は有望な超高温セラミックスであるが、高温弾性応答、異方性変形、破壊機構に関する原子レベルの知見は乏しい。本研究では、第一原理計算精度の深層学習ポテンシャルを開発し、分子動力学シミュレーションを用いて、(Hf0.2Zr0.2Ta0.2Ti0.2Nb0.2)B2 の900 Kから3300 Kまでの熱機械挙動を研究した。開発したポテンシャルは、格子定数、状態方程式、弾性定数を密度汎関数理論計算および実験結果と高い精度で再現し、熱膨張・圧縮状態でも適用可能であった。シミュレーションの結果、面外方向の熱膨張が面内方向を上回る異方性熱膨張と、C11 > C33 を維持しつ…

超高温セラミックス(UHTC)は、遷移金属の炭化物、窒化物、二ホウ化物が含まれ、極限的な航空宇宙およびエネルギー環境での応用が期待される構造材料である。その強い共有結合・金属結合により、非常に高い融点、弾性率、熱安定性を持つ。しかし、固有の脆性、限定的な耐酸化性、低い焼結性は、従来のUHTCの工学的応用における主要な課題である。近年、多相複合材料、微細構造工学、組成の複雑化などの新しい材料設計戦略が登場している。中でも、高エントロピーUHTC(HE-UHTC)は、その構成エントロピー、格子歪み、拡散遅延効果により、耐酸化性、熱安定性、焼結性、機械的性能を向上させることから大きな注目を集めてい…