はじめに
軟磁性材料（SMM）は、キュリー温度と呼ばれるある温度以下で強磁性またはフェリ磁性を示す材料の一種である。これらの材料は、電気モーター、変圧器、インダクター、磁気センサーなど、さまざまな用途に広く使用されている。これらの用途におけるSMMの性能は、飽和磁化、透磁率、磁気異方性などの磁気特性に強く影響される。
熱処理は、材料の微細構造や機械的特性を改質するために用いられる一般的な製造工程である。SMMの場合、熱処理は磁気特性にも大きな影響を与える可能性があります。この論文では、SMMの磁気特性に対する熱処理の影響について、その基礎的なメカニズムと応用への実際的な影響に焦点を当てて概観することを目的とする。
熱処理の基礎
熱処理とは、材料を制御された加熱・冷却サイクルにさらし、その物理的・機械的特性を変化させる製造工程の一群を指す。熱処理の主な目的は以下の通り：
1.残留応力の緩和残留応力は、加工、機械加工、溶接など様々な原因で材料に発生する。これらの応力は、負荷がかかった際に変形や割れを引き起こす可能性があります。熱処理は、原子の拡散と結晶粒の成長を促進することで、これらの応力を緩和し、より延性が高く、脆性の少ない材料を得ることができる。
2.機械的特性の向上：熱処理は、特定の用途の要求を満たすために、材料の機械的特性を調整するために使用することができる。例えば、焼入れ後に焼戻しを行うことで、十分な延性と靭性を維持しながら、鋼の硬度と強度を高めることができる。
3.微細構造の変化：熱処理工程は材料の微細構造を変化させることができ、その結果、材料の機械的・物理的特性に影響を与える。例えば、焼きなましは結晶粒の成長を促し、転位を減少させ、延性の向上と降伏強度の低下をもたらす。
4.表面特性の変更：ケースハードニングや窒化などの表面硬化技 術は、材料の中心特性を大きく変えることな く、表面層の耐摩耗性と疲労強度を向上させるた めに使用できる。
磁気特性に及ぼす熱処理の影響
SMMの磁気特性は、その微細構造、結晶構造、化学組成に影響される。熱処理はこれらの要因に影響を及ぼし、材料の磁気特性の変化につながります。以下のセクションでは、SMM の磁気特性に対する熱処理の影響について詳しく説明します。
1.飽和磁化
飽和磁化（Ms）は、外部磁場の存在下で材料が達成できる単位体積あたりの最大磁気モーメントの尺度である。熱処理は、以下のような様々なメカニズムでMsに影響を与える：
a.粒度