JPH0337181A - 希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合金ロツドの製造方法 - Google Patents
希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合金ロツドの製造方法Info
- Publication number
- JPH0337181A JPH0337181A JP1168453A JP16845389A JPH0337181A JP H0337181 A JPH0337181 A JP H0337181A JP 1168453 A JP1168453 A JP 1168453A JP 16845389 A JP16845389 A JP 16845389A JP H0337181 A JPH0337181 A JP H0337181A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crucible
- rod
- shaped material
- alloy
- magnetostrictive alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 66
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 14
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- PJWVRCBRZWEQHL-UHFFFAOYSA-N 2,3-bis(2-hydroxyphenyl)phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1C1=CC=CC(O)=C1C1=CC=CC=C1O PJWVRCBRZWEQHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 TbXDyyFez alloy Chemical class 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
-
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/52—Alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N35/00—Magnetostrictive devices
- H10N35/80—Constructional details
- H10N35/85—Magnetostrictive active materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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、希
土類金属と遷移金属とからなる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、希
土類金属と遷移金属とからなる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No、4,308,47
4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。
4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。
TbXDyVFez
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.Oo 上述した磁歪材料としてのT b x D y y p
62合金は、通常円柱状のロッドに底形して使、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
が必要である。
5〜0.35 Y : 0.60〜0.80 Z : 1.5〜2.Oo 上述した磁歪材料としてのT b x D y y p
62合金は、通常円柱状のロッドに底形して使、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、上述したTbxDyyFez合金
を型内において溶製し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
方向に移動させなから、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
。
を型内において溶製し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
方向に移動させなから、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、上述したTbxDVVFez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。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
直方向に移動可能に配置した高周波加熱コイルにより、
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。
製し、そして、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
直方向に移動可能に配置した高周波加熱コイルにより、
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)
一般的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。
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、垂直方向に移動可能な、上端が開
放されそして下端が閉じられている円筒状のルツボ内に
収容し、前記ルツボを加熱機構により加熱して、前記ル
ツボ内の前記磁歪合金を溶融し、次いで、前記ルツボを
垂直方向に移動し、この間に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ロッド状に凝固させそ
して結晶化させる。(以下、先行技術3という) 第6図は、上述のブリッジマン法に使用される装置の一
例を示す概略垂直断面図である。第6図において、16
は垂直に配置された管状炉であって、管状炉16の加熱
機構として、その外側を所定長さにわたって囲むように
、電気抵抗加熱器17が設けられている。
放されそして下端が閉じられている円筒状のルツボ内に
収容し、前記ルツボを加熱機構により加熱して、前記ル
ツボ内の前記磁歪合金を溶融し、次いで、前記ルツボを
垂直方向に移動し、この間に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ロッド状に凝固させそ
して結晶化させる。(以下、先行技術3という) 第6図は、上述のブリッジマン法に使用される装置の一
例を示す概略垂直断面図である。第6図において、16
は垂直に配置された管状炉であって、管状炉16の加熱
機構として、その外側を所定長さにわたって囲むように
、電気抵抗加熱器17が設けられている。
管状炉16内には、その上端にルツボ受け18を有する
ルツボ支持軸19が垂直方向に移動可能に配置されてい
る。ルツボ支持軸19の下部は、管状炉16の下端から
下方に突出しており、管状炉16の下端には、ルツボ支
持軸19との間の隙間に、Oリング等のシール材20が
取付けられている。管状炉16の上端は、図示しない蓋
によって開閉可能になっている。ルツボ受け18上には
、円筒状のルツボ21が載置されている。
ルツボ支持軸19が垂直方向に移動可能に配置されてい
る。ルツボ支持軸19の下部は、管状炉16の下端から
下方に突出しており、管状炉16の下端には、ルツボ支
持軸19との間の隙間に、Oリング等のシール材20が
取付けられている。管状炉16の上端は、図示しない蓋
によって開閉可能になっている。ルツボ受け18上には
、円筒状のルツボ21が載置されている。
ルツボ21内に薄片状の磁歪合金を収容した上、電気抵
抗加熱器17によってルツボ21を加熱し、ルツボ21
内の磁歪合金を溶融する0次いで、ルツボ支持軸19に
よりルツボ21を下方に移動し、ルツボ21を冷却する
。かくして、ルツボ21内の溶融状態の磁歪合金24は
凝固し、磁歪合金ロッドが得られる。
抗加熱器17によってルツボ21を加熱し、ルツボ21
内の磁歪合金を溶融する0次いで、ルツボ支持軸19に
よりルツボ21を下方に移動し、ルツボ21を冷却する
。かくして、ルツボ21内の溶融状態の磁歪合金24は
凝固し、磁歪合金ロッドが得られる。
第7図は、上述のブリッジマン法に使用される装置の他
の例を示す概略垂直断面図である。この例においては、
管状炉16の加熱@構として、その外側を所定長さにわ
たって囲むように、高周波加熱コイル22が設けられて
いる。そして、高周波加熱コイル22で囲まれた部分の
管状炉16内には、カーボン、モリブデン、タンタル等
の高融点金属からなる筒状のサセプター23が設けられ
ている。ルツボ21は、高周波加熱コイル22によって
加熱されたサセプター23の輻射熱により加熱される。
の例を示す概略垂直断面図である。この例においては、
管状炉16の加熱@構として、その外側を所定長さにわ
たって囲むように、高周波加熱コイル22が設けられて
いる。そして、高周波加熱コイル22で囲まれた部分の
管状炉16内には、カーボン、モリブデン、タンタル等
の高融点金属からなる筒状のサセプター23が設けられ
ている。ルツボ21は、高周波加熱コイル22によって
加熱されたサセプター23の輻射熱により加熱される。
上述した先行技術l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。
す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T
b*DyvPez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。TbxDyyFez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。
b*DyvPez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。TbxDyyFez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、一方向力的
な凝固組織に変える効率が極めて悪い。
い温度により熱処理を施して、その組織を、一方向力的
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、次のような問題がある。
(1) 先行技術2によって製造し得るTbxDyJ
6z合金ロッドの最大直ロッ約10ma+である。即ち
、溶融状態のTb、DyyFe、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
素材を高周波加熱コイルによって加熱したときに、その
直径が約10mm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。
6z合金ロッドの最大直ロッ約10ma+である。即ち
、溶融状態のTb、DyyFe、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
素材を高周波加熱コイルによって加熱したときに、その
直径が約10mm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加熱コイルにより加熱
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
加熱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、
最大10叩である。
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
加熱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、
最大10叩である。
上述した先行技術3によれば、直径がIOM超の大径の
磁歪合金ロッドが得られるが、一方、先行技術3には、
次のような問題がある。
磁歪合金ロッドが得られるが、一方、先行技術3には、
次のような問題がある。
第6図および第7図から明らかなように、電気抵抗加熱
器17、または、サセプター23を介し高周波加熱コイ
ル22で加熱された、ルツボ21内の溶融状態の磁歪合
金24は、ルツボ21の移動と共に冷却されて凝固する
。その際に、磁歪合金24の熱は、その中心から外周に
向って流れ、第6図および第7図に矢印で示すような、
外側に向けた斜め下方の熱演となる。この結果、溶融状
態の磁歪合金24と、凝固した磁歪合金24′との界面
は、凝固した磁歪合金24′側において凹状となり、凝
固した磁歪合金24′は、その中心から外側に向けた斜
め下方の結晶&[I織となって、$−Q向的な凝固組織
とはならない、従って、磁歪量の大きい巨大磁歪合金ロ
ッドを得ることができない。
器17、または、サセプター23を介し高周波加熱コイ
ル22で加熱された、ルツボ21内の溶融状態の磁歪合
金24は、ルツボ21の移動と共に冷却されて凝固する
。その際に、磁歪合金24の熱は、その中心から外周に
向って流れ、第6図および第7図に矢印で示すような、
外側に向けた斜め下方の熱演となる。この結果、溶融状
態の磁歪合金24と、凝固した磁歪合金24′との界面
は、凝固した磁歪合金24′側において凹状となり、凝
固した磁歪合金24′は、その中心から外側に向けた斜
め下方の結晶&[I織となって、$−Q向的な凝固組織
とはならない、従って、磁歪量の大きい巨大磁歪合金ロ
ッドを得ることができない。
近年、大出力の巨大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、TbxDyvFez合金ロッド
の大径化がロッ欠である。
要求に応えるためには、TbxDyvFez合金ロッド
の大径化がロッ欠である。
従って、この発明の目的は、Tb、Dy、Fe、合金(
但し、x、y、zは原子数比であって、X : 0.2
5〜0.35. Y : 0.50〜0.80.
Z : 1.5〜2.0)のように、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圏超の大径で且つ高特性の巨大磁歪合金ロッ
ドを、割れ等が生ぜず、容易に安定して歩留り高く製造
するための方法を提供することにある。
但し、x、y、zは原子数比であって、X : 0.2
5〜0.35. Y : 0.50〜0.80.
Z : 1.5〜2.0)のように、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圏超の大径で且つ高特性の巨大磁歪合金ロッ
ドを、割れ等が生ぜず、容易に安定して歩留り高く製造
するための方法を提供することにある。
この発明は、固体状の磁歪合金素材を、垂直方向に移動
可能な、上端が開放されそして下端が閉じられている円
筒状のルツボ内に収容し、前記ルツボを加熱m構により
加熱して、前記ルツボ内の前記磁歪合金素材を溶融し、
次いで、前記ルツボを垂直方向に移動し、この間に前記
ルツボを冷却して前記ルツボ内の溶融した磁歪合金素材
をロッド状に凝固させそして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、 前記磁歪合金素材として、少なくともディスプロシウム
(Dy)およびテルビウム(Tb)を含む2種類以上の
希土類金属と、1種類以上の′a移金金属からなる合金
製のロッド状素材を使用し、前記加熱機構として、前記
ルツボを囲むように配置された高周波の周波数が0.1
から3 Ml(zの範囲内であり、且つ、その内径が前
記ルツボの外径の1.1〜1.6倍である環状の高周波
加熱コイルを使用し、 前記ルツボ内に前記合金からなるロッド状素材を挿入し
、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、前記高周波加熱コイルにより、
前記ルツボ内の前記ロッド状素材を局部的に加熱してこ
れを溶融し、前記ルツボを、0,2から8.5 mIl
/winの速度で下方に移動し、そして、前記ロッド状
素材を前記ルツボの移動速度に対応する所定速度で下方
に移動し、かくして、溶融状態の前記ロッド状素材を連
続的に凝固させ、一方向的な凝固組織または単結晶にす
ることに特徴を有するものである。
可能な、上端が開放されそして下端が閉じられている円
筒状のルツボ内に収容し、前記ルツボを加熱m構により
加熱して、前記ルツボ内の前記磁歪合金素材を溶融し、
次いで、前記ルツボを垂直方向に移動し、この間に前記
ルツボを冷却して前記ルツボ内の溶融した磁歪合金素材
をロッド状に凝固させそして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、 前記磁歪合金素材として、少なくともディスプロシウム
(Dy)およびテルビウム(Tb)を含む2種類以上の
希土類金属と、1種類以上の′a移金金属からなる合金
製のロッド状素材を使用し、前記加熱機構として、前記
ルツボを囲むように配置された高周波の周波数が0.1
から3 Ml(zの範囲内であり、且つ、その内径が前
記ルツボの外径の1.1〜1.6倍である環状の高周波
加熱コイルを使用し、 前記ルツボ内に前記合金からなるロッド状素材を挿入し
、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、前記高周波加熱コイルにより、
前記ルツボ内の前記ロッド状素材を局部的に加熱してこ
れを溶融し、前記ルツボを、0,2から8.5 mIl
/winの速度で下方に移動し、そして、前記ロッド状
素材を前記ルツボの移動速度に対応する所定速度で下方
に移動し、かくして、溶融状態の前記ロッド状素材を連
続的に凝固させ、一方向的な凝固組織または単結晶にす
ることに特徴を有するものである。
次に、この発明を、図面を参照しなから説明する。
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である。第1図において、1は、
セラ藁ツクス製の、上端が開放されそして下端が閉じら
れている円筒状のルツボである。ルツボlは、図示しな
い駆動機構により、垂直方向に移動可能且つその軸線を
中心として回転可能なルツボ支持軸2の上端に設けられ
た、窒化ボロン製のルツボ受け3上に載置されている。
を示す概略垂直断面図である。第1図において、1は、
セラ藁ツクス製の、上端が開放されそして下端が閉じら
れている円筒状のルツボである。ルツボlは、図示しな
い駆動機構により、垂直方向に移動可能且つその軸線を
中心として回転可能なルツボ支持軸2の上端に設けられ
た、窒化ボロン製のルツボ受け3上に載置されている。
ルツボ1の下部1a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3の上面には、上述し
た円錐状の下部1aが装入される凹部が形成されている
。
状に形成されており、ルツボ受け3の上面には、上述し
た円錐状の下部1a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1の下部1aを円錐状に形成する
ことは、下部la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。
ことは、下部la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。
円錐状の下部1aの角度は、30から100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1aの長さが長くなる0円錐状の下部1
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1a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1aの長さが長くなる0円錐状の下部1
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1a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
失われる。
ルツボ1の円錐状に形成された下部1aの下端に、例え
ば、直径l〜5am、深さ10〜50閤の細穴1bを設
け、細穴1b内に単結晶を育成するための種結晶15を
充填してもよい、磁歪特性がもっとも優れている< 1
11 >方位に結晶を配向させるために、使用する種結
晶15として、< 111 >方位の種結晶を使用する
ことが好ましい。種結晶15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l〜5am、深さ10〜50閤の細穴1bを設
け、細穴1b内に単結晶を育成するための種結晶15を
充填してもよい、磁歪特性がもっとも優れている< 1
11 >方位に結晶を配向させるために、使用する種結
晶15として、< 111 >方位の種結晶を使用する
ことが好ましい。種結晶15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。
4は、ルツボl内にその下半部が挿入されている、Tb
XDyyFez合金(但し、X、YおよびZは原子数比
T! 1 つ”’C1X : 0.25〜0.35.
Y : 0.60〜0.80. Z :1.5〜2.
0)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製の、円柱状のロ
ッド状素材である。
XDyyFez合金(但し、X、YおよびZは原子数比
T! 1 つ”’C1X : 0.25〜0.35.
Y : 0.60〜0.80. Z :1.5〜2.
0)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製の、円柱状のロ
ッド状素材である。
ロッド状素材4の上部は、チャック5を介し、図示しな
い駆動機構の駆動軸6に接続されている。
い駆動機構の駆動軸6に接続されている。
ロッド状素材4は、駆動軸6により、垂直方向に移動可
能且つその軸線を中心として回転可能である。
能且つその軸線を中心として回転可能である。
ルツボ1を囲む所定位置に、ルツボ1内のロッド状素材
4を加熱するための、環状の高周波加熱コイル7が配置
されている。高周波加熱コイル7は、停止状態のルツボ
1内のロッド状素材4を、局部的に加熱する。高周波加
熱コイル7の高周波の周波数は、0.1から3 MHz
の範囲内とすべきである。周波数が0.1旧12未満で
は、停止状態のルツボl内のロッド状素材4を、局部的
に加熱することができない。一方、周波数が3MIIz
を超えると、電気的ロスが大になる。高周波加熱コイル
7の内径は、ルツボlの外径の1.1から1.6倍の範
囲内とすべきである。高周波加熱コイル7の内径がルツ
ボlの外径の1.6倍を超えると、停止状態のルツボ1
内のロッド状素材4を、局部的に加熱することができな
い。一方、高周波加熱コイル7の内径がルツボ1の外径
の1.1 倍未満では、ルツボ1を円滑に移動させるた
めの間隙が得られない。
4を加熱するための、環状の高周波加熱コイル7が配置
されている。高周波加熱コイル7は、停止状態のルツボ
1内のロッド状素材4を、局部的に加熱する。高周波加
熱コイル7の高周波の周波数は、0.1から3 MHz
の範囲内とすべきである。周波数が0.1旧12未満で
は、停止状態のルツボl内のロッド状素材4を、局部的
に加熱することができない。一方、周波数が3MIIz
を超えると、電気的ロスが大になる。高周波加熱コイル
7の内径は、ルツボlの外径の1.1から1.6倍の範
囲内とすべきである。高周波加熱コイル7の内径がルツ
ボlの外径の1.6倍を超えると、停止状態のルツボ1
内のロッド状素材4を、局部的に加熱することができな
い。一方、高周波加熱コイル7の内径がルツボ1の外径
の1.1 倍未満では、ルツボ1を円滑に移動させるた
めの間隙が得られない。
第2図は、高周波加熱コイル7の一例を示す斜視図、第
3図は、第2図のA−A線断面図である。
3図は、第2図のA−A線断面図である。
この例においては、高周波加熱コイル7は、中央に孔7
aが形成された円盤状であり、その内部には冷却水の循
環孔8が設けられている。
aが形成された円盤状であり、その内部には冷却水の循
環孔8が設けられている。
第4図は、高周波加熱コイル7の他の例を示す斜視図、
第5図は、第4図のB−B線断面図である。この例にお
いては、高周波加熱コイル7は、中央に孔9aが形成さ
れた円盤状の短絡板9と、短絡板9の下面に絶縁板11
を介して取り付けられた渦巻状コイル10とからなって
いる。短絡板9の内部には、冷却水の循環孔8が設けら
れている。
第5図は、第4図のB−B線断面図である。この例にお
いては、高周波加熱コイル7は、中央に孔9aが形成さ
れた円盤状の短絡板9と、短絡板9の下面に絶縁板11
を介して取り付けられた渦巻状コイル10とからなって
いる。短絡板9の内部には、冷却水の循環孔8が設けら
れている。
ルツボ1の移動速度は、0.2から8 、5 m /
m i nの範囲内とすべきである。ルツボlの移動速
度が0 、2 am / m i n未満では、生産性
を阻害し、実操業上問題が生ずる。一方、ルツボ1の移
動速度が8.5m / ta ’r nを超えると、溶
融状態のロッド状素材4を、同一方向の単結晶組織に凝
固させることはできない。
m i nの範囲内とすべきである。ルツボlの移動速
度が0 、2 am / m i n未満では、生産性
を阻害し、実操業上問題が生ずる。一方、ルツボ1の移
動速度が8.5m / ta ’r nを超えると、溶
融状態のロッド状素材4を、同一方向の単結晶組織に凝
固させることはできない。
ロッド状素材4は、ルツボ1の移動速度に対応する所定
速度、即ち、ルツボ1の内容積に対して、ロッド状素材
4の熔融量が過不足にならないような速度で、駆動軸6
により移動させることが必要である。
速度、即ち、ルツボ1の内容積に対して、ロッド状素材
4の熔融量が過不足にならないような速度で、駆動軸6
により移動させることが必要である。
即ち、定常状態におけるルツボ1の移動速度を■9、ル
ツボlの内径をR1ロッド状素材4の直径をR8とした
とき、ロッド状素材4の移動速度■2を、下記式で求め
られる値に制御すれば、ロッド状素材4の溶融量が過不
足にならず、所定径の巨大磁歪合金ロッドを製造するこ
とができる。
ツボlの内径をR1ロッド状素材4の直径をR8とした
とき、ロッド状素材4の移動速度■2を、下記式で求め
られる値に制御すれば、ロッド状素材4の溶融量が過不
足にならず、所定径の巨大磁歪合金ロッドを製造するこ
とができる。
V z = V + R+ ” / Rzなお、このと
き、高周波加熱コイルの出力も、ロッド状素材4の溶融
量が過不足にならないように制御する必要がある。
き、高周波加熱コイルの出力も、ロッド状素材4の溶融
量が過不足にならないように制御する必要がある。
上述のようにして、高周波加熱コイル7によりルツボl
内のロッド状素材4を直接局部的に加熱し、且つ、ルツ
ボlおよびロッド状素材4を所定速度で下方に移動させ
ることにより、ロッド状素材4は局部的な溶融と凝固と
が連続的に進行し、溶融部分4aと凝固部分4bとの界
面は、凝固部分4b側において凸状となり、そして、凝
固部分4bは、同一方向の単結晶&ll織となる。
内のロッド状素材4を直接局部的に加熱し、且つ、ルツ
ボlおよびロッド状素材4を所定速度で下方に移動させ
ることにより、ロッド状素材4は局部的な溶融と凝固と
が連続的に進行し、溶融部分4aと凝固部分4bとの界
面は、凝固部分4b側において凸状となり、そして、凝
固部分4bは、同一方向の単結晶&ll織となる。
上述した溶融部分4aと凝固部分4bとの界面の形状お
よび界面付近の温度勾配が不適切で、満足し得る結晶[
+1が得られない場合には、高周波加熱コイル7の下方
に、ルツボ1を囲むように、銅製で水冷構造のショーテ
イングリング12を設けてもよい。
よび界面付近の温度勾配が不適切で、満足し得る結晶[
+1が得られない場合には、高周波加熱コイル7の下方
に、ルツボ1を囲むように、銅製で水冷構造のショーテ
イングリング12を設けてもよい。
上述したルツボl、ルツボ支持ロッド2、ロッド状素材
4、高周波加熱コイル7等は、密閉された室13内に収
容されており、室13内は不活性ガス雰囲気に保たれて
いる。
4、高周波加熱コイル7等は、密閉された室13内に収
容されており、室13内は不活性ガス雰囲気に保たれて
いる。
即ち、この発明において使用するTb、1DyyFez
合金(但し、X、Y、およびZは原子数比であって、x
:o、2s〜0.35. Y : 0.60〜0.8
0. Z : 1.5〜2.0)のような、少なくと
もディスプロシウム(Dr)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l
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。室13の
雰囲気圧力は、0.2から10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(但し、X、Y、およびZは原子数比であって、x
:o、2s〜0.35. Y : 0.60〜0.8
0. Z : 1.5〜2.0)のような、少なくと
もディスプロシウム(Dr)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l
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。室13の
雰囲気圧力は、0.2から10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。
TbxDyyFez合金は、上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1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(YzOs)、酸化ジルコニウム(Z「0□)お
よび酸化マグネシウム(MgO)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。
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1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(YzOs)、酸化ジルコニウム(Z「0□)お
よび酸化マグネシウム(MgO)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。
前述したように、ロッド状素材4の溶融および凝固が適
切に行なわれるように、ルツボ1およびロッド状素材4
の移動速度を制御することが必要である。このために、
赤外線カメラ14を設置し、赤外線カメラ14によって
、ロッド状素材4の溶融状態を監視することが好ましい
。窒化ボロン製のルツボ1は、赤外線を通すから、赤外
線カメラ14によれば、ロッド状素材4の溶融部分4a
を画像として見ることができる。なお、上述の画像を処
理したデータを、ルツボ1およびロッド状素材4の移動
機構にフィードバックし、その少なくとも一方の移動速
度を自動的に制御することも可能である。
切に行なわれるように、ルツボ1およびロッド状素材4
の移動速度を制御することが必要である。このために、
赤外線カメラ14を設置し、赤外線カメラ14によって
、ロッド状素材4の溶融状態を監視することが好ましい
。窒化ボロン製のルツボ1は、赤外線を通すから、赤外
線カメラ14によれば、ロッド状素材4の溶融部分4a
を画像として見ることができる。なお、上述の画像を処
理したデータを、ルツボ1およびロッド状素材4の移動
機構にフィードバックし、その少なくとも一方の移動速
度を自動的に制御することも可能である。
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、 sD’!o、 Je+1からなる
成分m戒の磁歪合金を、アーク溶解法によって溶製し、
直径25am+、長さ2500116のロッド状素材4
を調製し、得られたロッド状素材4を、第1図に示す装
置によって溶解しそして凝固させた。
成分m戒の磁歪合金を、アーク溶解法によって溶製し、
直径25am+、長さ2500116のロッド状素材4
を調製し、得られたロッド状素材4を、第1図に示す装
置によって溶解しそして凝固させた。
即ち、アルゴンガス雰囲気で2気圧に保たれた室13内
に、内径32aa、外径34謹、長さ200mで、その
下部1aが60度の角度の円錐状に形成され、且つ、下
端に直径3.511I11、長さ25mmの細穴1bを
有する窒化ボロン製のルツボ1をセットした。
に、内径32aa、外径34謹、長さ200mで、その
下部1aが60度の角度の円錐状に形成され、且つ、下
端に直径3.511I11、長さ25mmの細穴1bを
有する窒化ボロン製のルツボ1をセットした。
高周波加熱コイル7として、第2図および第3図に示す
、内径:40閣、周波数: 1.2MHz、出カニ 1
8.5+[Hの円盤状コイルを使用した。
、内径:40閣、周波数: 1.2MHz、出カニ 1
8.5+[Hの円盤状コイルを使用した。
ルツボ1の細穴1b内に、直径3閤、長さ25閣の11
1方位の種結晶15を充填した上、その上部が駆動軸6
によって支持されているロッド状素材4を、ルツボ1内
に挿入した。そして、種結晶15が充填された細穴1b
部分が高周波加熱コイル7の直下に、そして、ルツボ1
内のロッド状素材4の下端が高周波加熱コイル7よりも
やや上方に位置するように、ルツボ1および高周波加熱
コイル7を位置させた。
1方位の種結晶15を充填した上、その上部が駆動軸6
によって支持されているロッド状素材4を、ルツボ1内
に挿入した。そして、種結晶15が充填された細穴1b
部分が高周波加熱コイル7の直下に、そして、ルツボ1
内のロッド状素材4の下端が高周波加熱コイル7よりも
やや上方に位置するように、ルツボ1および高周波加熱
コイル7を位置させた。
高周波加熱コイル7に通電し、ロッド状素材4の下部を
溶解させた後、ロッド状素材4を僅かに降下させ、細穴
16内の種結晶15に溶着させた。
溶解させた後、ロッド状素材4を僅かに降下させ、細穴
16内の種結晶15に溶着させた。
次いで、ルツボ1を、2.4 mm/+inの速度で降
下させ且つ時計回りに5 r、p、mの回転数で回転さ
せた。
下させ且つ時計回りに5 r、p、mの回転数で回転さ
せた。
そして、ロッド状素材4を、3.9 mm/lll1n
の速度で降下させ且つ反時計回りに2 r、p、mの回
転数で回転させた。
の速度で降下させ且つ反時計回りに2 r、p、mの回
転数で回転させた。
赤外線カメラ14によって、ロッド状素材4の溶融状態
を監視し、ロッド状素材4の降下速度を微調整した。な
お、ショーテイングリング12は使用しなかった。
を監視し、ロッド状素材4の降下速度を微調整した。な
お、ショーテイングリング12は使用しなかった。
かくして、ルツボl内のロッド状素材4は溶融し次いで
凝固し、< 111 >位の単結晶組織からなる極めて
高い磁歪特性を有する、巨大磁歪合金ロッドを製造する
ことができた。
凝固し、< 111 >位の単結晶組織からなる極めて
高い磁歪特性を有する、巨大磁歪合金ロッドを製造する
ことができた。
上述した実施例においては、ロッド1の細穴1b内に、
< 111 >方位の種結晶15を充填したが、種結
晶は必ずしも使用しなくてもよい。即ち、この発明で使
用するロッド状素材4の成分であるTbXDyyFez
合金は、優先的に<112>方位の結晶が族長する。<
112>方位の結晶は、もっとも磁歪特性の良好なく
111 >方位の結晶に近似している。従って、<11
1 >方位の種結晶を使用しなくても、<112>方位
の単結晶組織からなる、はぼ満足し得る磁歪特性を有す
る巨大磁歪合金ロッドを製造することができる。
< 111 >方位の種結晶15を充填したが、種結
晶は必ずしも使用しなくてもよい。即ち、この発明で使
用するロッド状素材4の成分であるTbXDyyFez
合金は、優先的に<112>方位の結晶が族長する。<
112>方位の結晶は、もっとも磁歪特性の良好なく
111 >方位の結晶に近似している。従って、<11
1 >方位の種結晶を使用しなくても、<112>方位
の単結晶組織からなる、はぼ満足し得る磁歪特性を有す
る巨大磁歪合金ロッドを製造することができる。
以上述べたように、この発明によれば、ルツボ内におい
て、TbXDyyFez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
る合金製のロッド状素材を、高周波による直接加熱によ
って溶解し次いで前記ルツボ内において凝固させ、ロッ
ド状にするものであるから、その直径が10am超の大
径であっても液滴の落下が生せず、且つ、その組織を巨
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、直径10mm超の大径で且つ高特性の
巨大磁歪合金ロッドを、割れ等が生ぜず容易に安定して
歩留り高く製造し得る工業上有用な効果がもたらされる
。
て、TbXDyyFez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
る合金製のロッド状素材を、高周波による直接加熱によ
って溶解し次いで前記ルツボ内において凝固させ、ロッ
ド状にするものであるから、その直径が10am超の大
径であっても液滴の落下が生せず、且つ、その組織を巨
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、直径10mm超の大径で且つ高特性の
巨大磁歪合金ロッドを、割れ等が生ぜず容易に安定して
歩留り高く製造し得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図はこの発明において使用す
る高周波加熱コイルの一例を示す斜視図、第3図は第2
図のA−A線断面図、第4図はこの発明において使用す
る高周波加熱コイルの他の例を示す斜視図、第5図は第
4図のB−B線断面図、第6図および第7図は従来の方
法に使用される装置の一例を示す概略垂直断面図である
0図面において、 1・・・ルツボ、 1b・・・ルツボの細穴、 3・・・ルツボ受け、 5・・・チャック、 7・・・高周波加熱コイル、 9・・・短絡板、 11・・・絶縁板、 12・・・シボ−ティ 13・・・室、 15・・・種結晶、 17・・・電気抵抗加熱器、 19・・・ルツボ支持軸、 21・・・ルツボ、 23・・・サセプター ングリング、 14・・・赤外線カメラ、 16・・・管状炉、 18・・・ルツボ受け、 20・・・シール材 22・・・高周波加熱コイル、 24.24′・・・磁歪合金。 1a・・・ルツボの下部、 2・・・ルツボ支持軸、 4・・・ロッド状素材、 6・・・駆動軸、 8・・・冷却水循環孔 10・・・渦巻状コイル、
示す概略垂直断面図、第2図はこの発明において使用す
る高周波加熱コイルの一例を示す斜視図、第3図は第2
図のA−A線断面図、第4図はこの発明において使用す
る高周波加熱コイルの他の例を示す斜視図、第5図は第
4図のB−B線断面図、第6図および第7図は従来の方
法に使用される装置の一例を示す概略垂直断面図である
0図面において、 1・・・ルツボ、 1b・・・ルツボの細穴、 3・・・ルツボ受け、 5・・・チャック、 7・・・高周波加熱コイル、 9・・・短絡板、 11・・・絶縁板、 12・・・シボ−ティ 13・・・室、 15・・・種結晶、 17・・・電気抵抗加熱器、 19・・・ルツボ支持軸、 21・・・ルツボ、 23・・・サセプター ングリング、 14・・・赤外線カメラ、 16・・・管状炉、 18・・・ルツボ受け、 20・・・シール材 22・・・高周波加熱コイル、 24.24′・・・磁歪合金。 1a・・・ルツボの下部、 2・・・ルツボ支持軸、 4・・・ロッド状素材、 6・・・駆動軸、 8・・・冷却水循環孔 10・・・渦巻状コイル、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 固体状の磁歪合金素材を、垂直方向に移動可能な、
上端が開放されそして下端が閉じられている円筒状のル
ツボ内に収容し、前記ルツボを加熱機構により加熱して
、前記ルツボ内の前記磁歪合金素材を溶融し、次いで、
前記ルツボを垂直方向に移動し、この間に前記ルツボを
冷却して前記ルツボ内の溶融した磁歪合金素材をロッド
状に凝固させそして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、 前記磁歪合金素材として、少なくともディスプロシウム
(D_y)およびテルビウム(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
製のロッド状素材を使用し、 前記加熱機構として、前記ルツボを囲むように配置され
た、高周波の周波数が0.1から3MHzの範囲内であ
り、且つ、その内径が前記ルツボの外径の1.1〜1.
6倍である環状の高周波加熱コイルを使用し、 前記ルツボ内に前記合金からなるロッド状素材を挿入し
、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、前記高周波加熱コイルにより、
前記ルツボ内の前記ロッド状素材を局部的に加熱してこ
れを溶融し、前記ルツボを、0.2から8.5mm/m
inの速度で下方に移動し、そして、前記ロッド状素材
を前記ルツボの移動速度に対応する所定速度で下方に移
動し、 かくして、溶融状態の前記ロッド状素材を連続的に凝固
させ、一方向的な凝固組織または単結晶にすることを特
徴とする、希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合
金ロッドの製造方法。 2 前記ルツボとして、その下部が30から100度の
角度の円錐状に形成された、セラミックス製のルツボを
使用する、請求項1記載の製造方法。 3 前記ルツボの前記円錐状の下端に細穴を設け、前記
細穴内に、〈111〉方位および〈112〉方位のいず
れかの種結晶を充填する、請求項2記載の製造方法。 4 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)、酸化ジルコニウム(ZrO_2)および酸化マ
グネシウム(MgO)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から3の何れか1つに
記載の製造方法。 5 前記ロッド状素材を、下記式によって求められる速
度によって移動する、請求項1記載の製造方法。 V_2=V_1R_1^2/R_2^2 但し、V_1:ルツボの移動速度、 V_2:ロッド状素材の移動速度、 R_1:ルツボの内径、 R_2:ロッド状素材の直径。 6 前記ロッド状素材の溶融状態を赤外線カメラによっ
て監視し、その溶融状態によって、前記ルツボおよび前
記ロッド状素材の少なくとも一方の移動速度を制御する
、請求項1記載の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1168453A JPH064519B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合金ロツドの製造方法 |
US07/539,604 US5063986A (en) | 1989-06-30 | 1990-06-18 | Method for manufacturing alloy rod having giant magnetostriction |
EP90111886A EP0405360A1 (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 |
---|---|---|---|
JP1168453A JPH064519B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合金ロツドの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0337181A true JPH0337181A (ja) | 1991-02-18 |
JPH064519B2 JPH064519B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=15868390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1168453A Expired - Lifetime JPH064519B2 (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合金ロツドの製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5063986A (ja) |
EP (1) | EP0405360A1 (ja) |
JP (1) | JPH064519B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014528888A (ja) * | 2011-08-05 | 2014-10-30 | クルーシブル インテレクチュアル プロパティ エルエルシーCrucible Intellectual Property Llc | るつぼ材料 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
DE10196450B3 (de) * | 2000-07-21 | 2014-11-06 | Continental Automotive Systems, Inc. ( n. d. Ges. d. Staates Delaware ) | Metallurgische und mechanische Kompensation des Temperaturverhaltens von terbiumbasierten magnetostriktiven Legierungen der Seltenen Erden |
JP3731508B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2006-01-05 | 株式会社村田製作所 | 磁性単結晶育成用原料棒及び磁性単結晶 |
US7294199B2 (en) * | 2004-06-10 | 2007-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride single crystal and producing method thereof |
GB201319671D0 (en) * | 2013-11-07 | 2013-12-25 | Ebner Ind Ofenbau | Controlling a temperature of a crucible inside an oven |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3759310A (en) * | 1971-08-30 | 1973-09-18 | United Aircraft Corp | Nsumable electrode method and apparatus for providing single crystal castings using a co |
JPS5364798A (en) * | 1976-11-19 | 1978-06-09 | Shingijutsu Kaihatsu Jigyodan | Electric magntostrictive convertor |
DE3026661C2 (de) * | 1980-07-14 | 1983-11-24 | Aleksandr Ivanovič Vladimir Gridnev | Vorrichtung zur Einkristallzüchtung aus Mehrkomponentenlegierungen |
US4609402A (en) * | 1985-10-28 | 1986-09-02 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Method of forming magnetostrictive rods from rare earth-iron alloys |
US4665970A (en) * | 1985-11-20 | 1987-05-19 | O.C.C. Company Limited | Method of producing a metallic member having a unidirectionally solidified structure |
US4770704A (en) * | 1987-03-13 | 1988-09-13 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Continuous method for manufacturing grain-oriented magnetostrictive bodies |
JPS63286267A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-22 | Kobe Steel Ltd | 単結晶または一方向凝固鋳塊の連続製造方法 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP1168453A patent/JPH064519B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-18 US US07/539,604 patent/US5063986A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-22 EP EP90111886A patent/EP0405360A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014528888A (ja) * | 2011-08-05 | 2014-10-30 | クルーシブル インテレクチュアル プロパティ エルエルシーCrucible Intellectual Property Llc | るつぼ材料 |
US10107550B2 (en) | 2011-08-05 | 2018-10-23 | Crucible Intellectual Property, LLC. | Crucible materials |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0405360A1 (en) | 1991-01-02 |
US5063986A (en) | 1991-11-12 |
JPH064519B2 (ja) | 1994-01-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3053958B2 (ja) | 浮遊帯溶融法による結晶の製造装置 | |
JP2922078B2 (ja) | シリコンロッドの製造方法 | |
US5067551A (en) | Method for manufacturing alloy rod having giant magnetostriction | |
JPH076972A (ja) | シリコン単結晶の成長方法及び装置 | |
JPH0337181A (ja) | 希土類金属と遷移金属とからなる巨大磁歪合金ロツドの製造方法 | |
CN108611542A (zh) | 一种块体Fe-B定向纳米软磁材料的制备方法 | |
JP7072146B2 (ja) | 鉄ガリウム合金の単結晶育成方法 | |
JP3992469B2 (ja) | 酸化物系共晶体のバルクの製造装置と製造方法 | |
JP2004189549A (ja) | 窒化アルミニウム単結晶の製造方法 | |
JP3367069B2 (ja) | 超磁歪合金ロッドの製造方法 | |
JP3069656B1 (ja) | 球状の金属チタン及びチタン化合物の製造方法 | |
JPH0578195A (ja) | 高純度銅単結晶鋳塊の製造方法 | |
JP7486743B2 (ja) | FeGa合金単結晶の製造方法 | |
JPH05170430A (ja) | マグネシア単結晶の製造方法 | |
JP7318884B2 (ja) | 鉄ガリウム合金の単結晶育成方法 | |
JP3018738B2 (ja) | 単結晶製造装置 | |
CN115198356B (zh) | 一种特定取向的大规格金属单晶及其制备方法 | |
JP2018203563A (ja) | 磁歪材料の製造方法 | |
JP2022146327A (ja) | FeGa合金単結晶の製造方法 | |
JP2024158672A (ja) | FeGa合金単結晶の製造方法 | |
JP2022146328A (ja) | FeGa合金単結晶の製造方法 | |
JPH02302392A (ja) | 金属体の凝固組織制御方法およびその装置 | |
JP2000053491A (ja) | 単結晶育成方法及び装置 | |
JPH06135800A (ja) | 単結晶の製造方法 | |
JPH0250077B2 (ja) |