JPS63179035A - 磁歪作動体用ニツケル−パラジウム系合金及びその製造方法 - Google Patents
磁歪作動体用ニツケル−パラジウム系合金及びその製造方法Info
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- JPS63179035A JPS63179035A JP832687A JP832687A JPS63179035A JP S63179035 A JPS63179035 A JP S63179035A JP 832687 A JP832687 A JP 832687A JP 832687 A JP832687 A JP 832687A JP S63179035 A JPS63179035 A JP S63179035A
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Landscapes
- 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）
本発明は荷重計、圧力、張力等を測定する力計等に用い
られる磁気ひずみ式センサー用素子、超音波発生用の磁
歪振動体用素子、若しくは磁歪バイメタル等の静磁歪を
利用する構成体用素子として有用であり、更に大きな静
磁歪を有するニッケ、ＩＬ／ −パラジウム系合金及び
その製造方法に関するものである。
られる磁気ひずみ式センサー用素子、超音波発生用の磁
歪振動体用素子、若しくは磁歪バイメタル等の静磁歪を
利用する構成体用素子として有用であり、更に大きな静
磁歪を有するニッケ、ＩＬ／ −パラジウム系合金及び
その製造方法に関するものである。
（従来の技術）
近年、金属磁歪材料を用いた力計測の分野では、種々の
工程、装置の自動化、小型化及び省力化等の急速な進展
に伴って、センサーの信頼性の向上、高精度化及び小型
化が要望されるようになった。
工程、装置の自動化、小型化及び省力化等の急速な進展
に伴って、センサーの信頼性の向上、高精度化及び小型
化が要望されるようになった。
これらの多様な必要性に対応できる磁歪材料としては、
まず第１に大きな静磁歪を有し且つ大きな信号出力が得
られること、第２に冷間加工性が良好で所要の形状に成
形し得ること、第３に低磁場におけるひずみ量の発現が
大きいことが必要とされる。
まず第１に大きな静磁歪を有し且つ大きな信号出力が得
られること、第２に冷間加工性が良好で所要の形状に成
形し得ること、第３に低磁場におけるひずみ量の発現が
大きいことが必要とされる。
従来、力計測に利用される磁歪材料としては、Ｎｉ 、
Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−５ｉ合金若しくはＦｅ−＾１
合金等の金属又は合金が所望の目的に応じて使用されて
いた。
Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−５ｉ合金若しくはＦｅ−＾１
合金等の金属又は合金が所望の目的に応じて使用されて
いた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、このような従来の力計測に利用される磁
歪材料の飽和磁歪値はＮｉのΔｌ／ｌ ：。
歪材料の飽和磁歪値はＮｉのΔｌ／ｌ ：。
−４０Ｘ １Ｏ−ｂ（ｆ ＝長さ）程度若しくはそれ以
下であり、更に該磁歪材料が合金の場合には冷間加工性
に乏しいものが存在するという問題点があった。
下であり、更に該磁歪材料が合金の場合には冷間加工性
に乏しいものが存在するという問題点があった。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は上記問題点を解決すべく鋭意研究の結果、ニ
ッケル−パラジウム系合金の特定組成において、従来の
磁歪材料の静磁歪値をはるかに超越する大きな静磁歪特
性が簡易な熱処理または加工によって発現し得ることを
見出し本発明を達成するに至った。
ッケル−パラジウム系合金の特定組成において、従来の
磁歪材料の静磁歪値をはるかに超越する大きな静磁歪特
性が簡易な熱処理または加工によって発現し得ることを
見出し本発明を達成するに至った。
即ち、本発明は、重量比でニッケル１８〜８５％および
パラジウム８２〜１５％から成り、少量の不純物を含み
、静磁歪の飽和値の絶対値が４０ Ｘ １０−６以上で
あるニッケル−パラジウム系合金及び、ａ）重量比で１
８〜８５％のニッケルおよび１５〜８２％のパラジウム
を空気中、不活性ガス中又は真空中で温度１３００〜１
５００″ｃ”ｔ’溶解し、撹拌して均一な溶融合金を製
造し、該溶融合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製造し、 ｂ）該鋳塊を熱間加工若しくは冷間加工により所望形状
に成形し、 Ｃ）該成形体を空気中、不活性ガス中又は真空中におい
て９００℃以上融点以下の温度で１分間以上１００時間
以内で加熱保持し、 ｄ）次いで徐冷若しくは急冷することにより４０×１０
−６以上の静磁歪の飽和値の絶対値を有する磁歪作動体
用ニッケル−パラジウム系合金を得ることを特徴とする
。
パラジウム８２〜１５％から成り、少量の不純物を含み
、静磁歪の飽和値の絶対値が４０ Ｘ １０−６以上で
あるニッケル−パラジウム系合金及び、ａ）重量比で１
８〜８５％のニッケルおよび１５〜８２％のパラジウム
を空気中、不活性ガス中又は真空中で温度１３００〜１
５００″ｃ”ｔ’溶解し、撹拌して均一な溶融合金を製
造し、該溶融合金溶湯を鋳型に注入して鋳塊を製造し、 ｂ）該鋳塊を熱間加工若しくは冷間加工により所望形状
に成形し、 Ｃ）該成形体を空気中、不活性ガス中又は真空中におい
て９００℃以上融点以下の温度で１分間以上１００時間
以内で加熱保持し、 ｄ）次いで徐冷若しくは急冷することにより４０×１０
−６以上の静磁歪の飽和値の絶対値を有する磁歪作動体
用ニッケル−パラジウム系合金を得ることを特徴とする
。
本発明の合金は、冷間加工等が容易であり、磁歪作動体
としての用途に充分適合する新規な材料である。かかる
合金は、その組成が重量比でニッケル１８〜８５％及び
パラジウム１５〜８２％から成り、これを温度９００″
Ｃ以上融点以下の高温で、１分間以上１００時間以内で
加熱し、次いで任意の速度で冷却することにより所望の
大きな静磁歪特性が発現されるものである。
としての用途に充分適合する新規な材料である。かかる
合金は、その組成が重量比でニッケル１８〜８５％及び
パラジウム１５〜８２％から成り、これを温度９００″
Ｃ以上融点以下の高温で、１分間以上１００時間以内で
加熱し、次いで任意の速度で冷却することにより所望の
大きな静磁歪特性が発現されるものである。
本発明において、ニッケル含量を１８〜８５重量％と限
定した理由はニッケルが１８重量％以下および８５重量
％以上では得られる静磁歪の飽和値の絶対値が４０Ｘ１
０−ｂ以上よりも小さくなり、好ましくないからである
。また、パラジウム含量を１５〜８２重量％と限定した
理由も同じものである。
定した理由はニッケルが１８重量％以下および８５重量
％以上では得られる静磁歪の飽和値の絶対値が４０Ｘ１
０−ｂ以上よりも小さくなり、好ましくないからである
。また、パラジウム含量を１５〜８２重量％と限定した
理由も同じものである。
不純物としては原料のニッケル及びパラジウムに通常０
．２〜０．３重量％以下で含有される微量の鉄、銅及び
コバルトがある。かかる不純物は本発明で意図する合金
の特性に何ら影響を及ぼすものでない。
．２〜０．３重量％以下で含有される微量の鉄、銅及び
コバルトがある。かかる不純物は本発明で意図する合金
の特性に何ら影響を及ぼすものでない。
次に本発明の合金の製造方法について説明する。
まず上記組成範囲のニッケル及びパラジウムを空気中、
不活性ガス中または真空中において一般に用いられる溶
解炉により温度１３００〜１５００℃，５分〜１０分間
で溶解した後、充分に撹拌して組成的に均一な溶融合金
溶湯を製造する。次いで該溶融合金溶湯を鋳型に注入し
て鋳塊を製造し、更に該鋳塊中の歪を取り除くべく常温
（冷間加工）若しくは常温以上１４００℃以下（熱間加
工）の温度において鍛造、圧延又はスウエージを行なっ
て所望の用途に適合する所望形状の素材成形体を形成す
る。
不活性ガス中または真空中において一般に用いられる溶
解炉により温度１３００〜１５００℃，５分〜１０分間
で溶解した後、充分に撹拌して組成的に均一な溶融合金
溶湯を製造する。次いで該溶融合金溶湯を鋳型に注入し
て鋳塊を製造し、更に該鋳塊中の歪を取り除くべく常温
（冷間加工）若しくは常温以上１４００℃以下（熱間加
工）の温度において鍛造、圧延又はスウエージを行なっ
て所望の用途に適合する所望形状の素材成形体を形成す
る。
その後、該成形体を９００℃以上融点以下の温度で１分
間以上１００時間以内、好ましくは１〜２４時間程時間
熱保持する。加熱温度が９００℃未満の場合は合金の所
望特性が得られず、また融点以上では得られた成形体の
形状をくずし好ましくない。融点はニッケル及びパラジ
ウムの上記組成割合によって異なり、その範囲は約１２
００〜１４００’Ｃである。
間以上１００時間以内、好ましくは１〜２４時間程時間
熱保持する。加熱温度が９００℃未満の場合は合金の所
望特性が得られず、また融点以上では得られた成形体の
形状をくずし好ましくない。融点はニッケル及びパラジ
ウムの上記組成割合によって異なり、その範囲は約１２
００〜１４００’Ｃである。
その後、成形体を徐冷若しくは象、冷して製品を得る。
（実験例）
次に本発明を実験例により更に詳細に説明する。
種々の重量比のニッケルおよびパラジウムから成る合金
及びニッケルを、タンマン炉（電気抵抗炉）を用いて、
内径約１０１のアルミナルツボ中アルゴンガスを流しな
がら溶解し、溶湯を充分に撹拌した後、該溶湯を内径約
３ＩＩｌｌＩの石英管中に吸い上げて冷却した。該石英
管から長さ約１０ｃｍの試料（以下丸棒試料と称す）を
切り取った。次いで該試料を１１５０℃で１５時間加熱
した後、水中に投入して冷却し、測定試料とした。かか
る試料の長手方向の縦磁歪の測定は、２本の回転子を有
する光学梃子方式による装置を用いて実施した。一方、
溶融合金溶湯を鉄型に注入して得た鋳塊を、熱間鍛造、
冷間圧延により約０．２ｍｍの薄板とした。かかる薄板
から内径２７１、外径３５ｍｍの環状試料を打ち抜き、
丸棒試料の場合と同じ熱処理を該環状試料に施して、動
磁歪特性測定試料とした。動磁歪特性の測定は、通常の
マックスウェルブリッジ方式による装置を用いて実施し
た。
及びニッケルを、タンマン炉（電気抵抗炉）を用いて、
内径約１０１のアルミナルツボ中アルゴンガスを流しな
がら溶解し、溶湯を充分に撹拌した後、該溶湯を内径約
３ＩＩｌｌＩの石英管中に吸い上げて冷却した。該石英
管から長さ約１０ｃｍの試料（以下丸棒試料と称す）を
切り取った。次いで該試料を１１５０℃で１５時間加熱
した後、水中に投入して冷却し、測定試料とした。かか
る試料の長手方向の縦磁歪の測定は、２本の回転子を有
する光学梃子方式による装置を用いて実施した。一方、
溶融合金溶湯を鉄型に注入して得た鋳塊を、熱間鍛造、
冷間圧延により約０．２ｍｍの薄板とした。かかる薄板
から内径２７１、外径３５ｍｍの環状試料を打ち抜き、
丸棒試料の場合と同じ熱処理を該環状試料に施して、動
磁歪特性測定試料とした。動磁歪特性の測定は、通常の
マックスウェルブリッジ方式による装置を用いて実施し
た。
第１図は上記測定結果のうち、ニッケルとパラジウムの
重量比が８３％：１７％、６２％：３８％、４５％：５
５％、４０％＝６０％および２７％ニア３％の各組成の
合金並びに比較のためのニッケルについての縦磁歪値と
印加磁場ＨＩＩＸとの関係を示す。これらの結果から縦
磁歪については本発明の合金は全ての組成においてニッ
ケルよりも大きく、特にニッケルが４０重量％、パラジ
ウムが６０重量％の合金の縦磁歪値は９０００ｅの磁場
においてニッケルの約３倍の一１３１Ｘ１０−’という
大きな値を示すことがわかる。
重量比が８３％：１７％、６２％：３８％、４５％：５
５％、４０％＝６０％および２７％ニア３％の各組成の
合金並びに比較のためのニッケルについての縦磁歪値と
印加磁場ＨＩＩＸとの関係を示す。これらの結果から縦
磁歪については本発明の合金は全ての組成においてニッ
ケルよりも大きく、特にニッケルが４０重量％、パラジ
ウムが６０重量％の合金の縦磁歪値は９０００ｅの磁場
においてニッケルの約３倍の一１３１Ｘ１０−’という
大きな値を示すことがわかる。
第２図は、本発明の組成範囲における各種合金に、５０
０ｅ 、１０００ｅ及び９０００ ｅの印加磁場を作用
させた際の縦磁歪値を示す。これより、５００ｅ及び１
０００ ｅの印加磁場においては、パラジウムが５５重
量％の際、また９０００ ｅではパラジヴムが６０重量
％の際に縦磁歪値が最大となっていることがわかる。
０ｅ 、１０００ｅ及び９０００ ｅの印加磁場を作用
させた際の縦磁歪値を示す。これより、５００ｅ及び１
０００ ｅの印加磁場においては、パラジウムが５５重
量％の際、また９０００ ｅではパラジヴムが６０重量
％の際に縦磁歪値が最大となっていることがわかる。
第３図は本発明の合金の縦磁歪と印加磁場との比の最大
値（λ／Ｈ，，）、、。とパラジウム濃度との関係を示
す。これより、（λ／Ｈ，，）、、、はパラジウム含を
量が４５〜６５重量％の合金において−２〜３．４Ｘ１
０−ｈＯｅ−’であり、ニッケルと比較して同程度若し
くはそれ以上の値となっている。
値（λ／Ｈ，，）、、。とパラジウム濃度との関係を示
す。これより、（λ／Ｈ，，）、、、はパラジウム含を
量が４５〜６５重量％の合金において−２〜３．４Ｘ１
０−ｈＯｅ−’であり、ニッケルと比較して同程度若し
くはそれ以上の値となっている。
特にパラジウム含を量が４９重量％の合金における（λ
／Ｈ，，）、、、は−３，４Ｘｌ０−’Ｏｅ−’で、ニ
ッケルの約１．５倍である。更に磁歪振動子においては
性能指数である電気機械結合係数にの値が重要となり、
該係数をニッケル４５重量％、パラジウム５５重量％の
合金について測定した結果が第４図に示しである。該図
に観られるように本発明の合金のに値は測定した全ての
直流偏倚磁場においてＮｉ０ｋ値よりも大きな値を示す
。また、本発明の合金のに値は偏倚磁場が１４０ｅ付近
で極大値を示し、その際のに値は０．５１であり、Ｎｉ
０ｋ値の約１．６倍である。
／Ｈ，，）、、、は−３，４Ｘｌ０−’Ｏｅ−’で、ニ
ッケルの約１．５倍である。更に磁歪振動子においては
性能指数である電気機械結合係数にの値が重要となり、
該係数をニッケル４５重量％、パラジウム５５重量％の
合金について測定した結果が第４図に示しである。該図
に観られるように本発明の合金のに値は測定した全ての
直流偏倚磁場においてＮｉ０ｋ値よりも大きな値を示す
。また、本発明の合金のに値は偏倚磁場が１４０ｅ付近
で極大値を示し、その際のに値は０．５１であり、Ｎｉ
０ｋ値の約１．６倍である。
（発明の効果）
本発明の合金は極めて大きな飽和磁歪値を示すばかりで
なく、面心立方晶の単一固溶体から構成されているので
、冷間若しくは熱間加工が橿めて容易で、任意の形状の
成形体を得ることが可能であり、このことにより磁歪振
動体が磁歪バイメタル等の薄板を製造する際にも優れた
利点を示し、磁歪振動体用素子として有効に利用できる
という効果がある。
なく、面心立方晶の単一固溶体から構成されているので
、冷間若しくは熱間加工が橿めて容易で、任意の形状の
成形体を得ることが可能であり、このことにより磁歪振
動体が磁歪バイメタル等の薄板を製造する際にも優れた
利点を示し、磁歪振動体用素子として有効に利用できる
という効果がある。
第１図はニッケル−パラジウム合金のＫｌ歪と印加磁場
との関係を表した特性曲線図、第２図はニッケル−パラ
ジウム合金の印加磁場が５０．１００および９０００
ｅの場合における暗磁歪と合金濃度との関係を表した特
性曲線図、第３図はニッケル−パラジウム合金の （λ／Ｈ，，）、、、と合金濃度との関係を表した特性
曲線図、 第４図はニッケルが４５重量％、パラジウム５５重量％
の合金の電気機械結合係数と直流偏倚磁場との関係を表
した特性曲線図を示す。 第１図 ｔｐｎｏ、ｇ場、）ｔｅｘ （Ｏｅ）第２図 ＩでラジウＡ４ト有量（電量２） 第３図 １でラヅウＡ ４１有量（Ｖ量％） 第４図 ａ流僅倚磁場、 Ｈ（Ｏｅ） 手 続 補 正 書 昭和６２年 ２月２５日 特許庁長官 黒 １） 明 雄 殿１、事件
の表示 昭和６２年特許願第８３２６号 ２、発明の名称 磁歪作動体用ニッケル−パラジウム系合金及びその製造
方法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所 ４、代理人 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 １、明細書第８頁第２０行中の「−２〜３．４ Ｘｌ０
−’０ｅ−Ｊを［−２〜−３，４Ｘ１０−’Ｏｅ−’
Ｊに訂正する。
との関係を表した特性曲線図、第２図はニッケル−パラ
ジウム合金の印加磁場が５０．１００および９０００
ｅの場合における暗磁歪と合金濃度との関係を表した特
性曲線図、第３図はニッケル−パラジウム合金の （λ／Ｈ，，）、、、と合金濃度との関係を表した特性
曲線図、 第４図はニッケルが４５重量％、パラジウム５５重量％
の合金の電気機械結合係数と直流偏倚磁場との関係を表
した特性曲線図を示す。 第１図 ｔｐｎｏ、ｇ場、）ｔｅｘ （Ｏｅ）第２図 ＩでラジウＡ４ト有量（電量２） 第３図 １でラヅウＡ ４１有量（Ｖ量％） 第４図 ａ流僅倚磁場、 Ｈ（Ｏｅ） 手 続 補 正 書 昭和６２年 ２月２５日 特許庁長官 黒 １） 明 雄 殿１、事件
の表示 昭和６２年特許願第８３２６号 ２、発明の名称 磁歪作動体用ニッケル−パラジウム系合金及びその製造
方法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所 ４、代理人 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 １、明細書第８頁第２０行中の「−２〜３．４ Ｘｌ０
−’０ｅ−Ｊを［−２〜−３，４Ｘ１０−’Ｏｅ−’
Ｊに訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比でニッケル１８〜８５％およびパラジウム８
２〜１５％から成り、少量の不純物を含み、静磁歪の飽
和値の絶対値が４０×１０＾−＾６以上であることを特
徴とするニッケル−パラジウム系合金。 ２、ａ）重量比で１８〜８５％のニッケルおよび１５〜
８２％のパラジウムを空気中、不活性ガス中又は真空中
で温度１３００〜１５００℃で溶解し、撹拌して均一と
した後、該溶融合金溶湯を 鋳型に注入して鋳塊を製造し、 ｂ）該鋳塊を熱間加工若しくは冷間加工により所望形状
に成形し、 ｃ）該成形体を空気中、不活性ガス中又は真空中におい
て９００℃以上融点以下の温度で１分間以上１００時間
以内で加熱保持し、 ｄ）次いで徐冷若しくは急冷することにより４０×１０
＾−＾６以上の静磁歪の飽和値の絶対値を有するニッケ
ル−パラジウム系合金を得る ことを特徴とする磁歪作動体用ニッケル− パラジウム系合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP832687A JPS63179035A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 磁歪作動体用ニツケル−パラジウム系合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP832687A JPS63179035A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 磁歪作動体用ニツケル−パラジウム系合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63179035A true JPS63179035A (ja) | 1988-07-23 |
Family
ID=11690055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP832687A Pending JPS63179035A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 磁歪作動体用ニツケル−パラジウム系合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63179035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004053175A3 (en) * | 2002-09-27 | 2004-10-14 | Univ Utah Res Found | Control of engineering processes using magnetostrictive alloy compositions |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS493369A (ja) * | 1972-05-02 | 1974-01-12 |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP832687A patent/JPS63179035A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS493369A (ja) * | 1972-05-02 | 1974-01-12 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004053175A3 (en) * | 2002-09-27 | 2004-10-14 | Univ Utah Res Found | Control of engineering processes using magnetostrictive alloy compositions |
| US7179338B2 (en) | 2002-09-27 | 2007-02-20 | University Of Utah Research Foundation | Control of engineering processes using magnetostrictive alloy compositions |
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