Small-angle neutron scattering of anomalous magnetic microstructure in pure Fe induced by high-pressure torsion straining

高圧下ひずみ加工に誘起された純鉄中の異常磁気ミクロ組織による中性子小角散乱

大場 洋次郎  ; 足立 望*; 戸高 義一*; 杉山 正明*

Oba, Yojiro; Adachi, Nozomu*; Todaka, Yoshikazu*; Sugiyama, Masaaki*

金属材料中には、加工によって力学特性に大きく影響する複雑なミクロ組織を形成する。近年我々は、高圧下ひずみ加工を施した純鉄中に、ナノサイズの磁気構造が形成されることを中性子小角散乱法によって見出した。詳細な解析の結果、この磁気ナノ構造は、局所的に大きな磁気異方性エネルギーが生じているためであることが示唆された。これは、高圧下ひずみ加工によるミクロ組織の変化に起因するものと考えられ、高圧下ひずみ加工によって純鉄中の電子状態が局所的に変化していることを示す結果である。この電子状態の変化は、高圧下ひずみ加工を施した純鉄で観測された摩擦係数の低減と関連している可能性がある。また、磁気異方性エネルギーは磁性材料において重要な値であることから、この磁気構造の発現機構を明らかにできれば、高圧下ひずみ加工を用いた新たな磁性材料開発へと発展する可能性が期待される。講演では、中性子小角散乱測定結果の詳細を報告し、その性質と起源について議論する。

Small-angle neutron scattering (SANS) is a powerful tool to characterize magnetic microstructure. In this talk, the characterization of the magnetic microstructure in pure iron is reported. Using SANS, the magnetic properties and origin of the magnetic microstructure are discussed.