[发明专利]MnAl合金及其制造方法

说明书

本发明提供一种在宽的温度范围内呈现变磁性的Mn系合金。本发明的Mn系合金是具有变磁性的MnAl合金。变磁性是通过磁场从顺磁性或反铁磁性向铁磁性转变的性质。MnAl合金的反铁磁性状态的稳定性适度，因此，如果赋予AFM‑FM转变型变磁性(从反铁磁性向铁磁性转变的类型的变磁性)，则能够在宽的温度、特别是‑100℃～200℃的温度范围内得到变磁性。

技术领域

本发明涉及一种MnAl合金及其制造方法，特别是涉及具有变磁性(metamagnetism)的MnAl合金及其制造方法。

背景技术

MnAl合金一直以来作为磁性材料而被已知。例如，专利文献1中公开的MnAl合金具有四方晶结构，并公开了通过将Mn与Al的原子比设为5：4而呈现磁性。更具体而言，公开了通过将Mn与Al的原子比设为约55.5：44.5，且以1100℃对制作的ε-MnAl相实施适当的热处理，由此能得到具有四方晶结构，且c/a为约1.3，并将原子坐标(0，0，0)及(1/2，1/2，1/2)称为Mn或Al占有的τ-MnAl相的铁磁性相。

τ-MnAl相是Mn和Al优先占有原子坐标(0，0，0)或(1/2，1/2，1/2)的L10型的有序合金。Al要优先占有(0，0，0)或(1/2，1/2，1/2)和Mn要优先占有(0，0，0)或(1/2，1/2，1/2)，作为晶体结构没有区别，因此，以后，将τ-MnAl相中Mn优先占有的原子坐标称为Mn位点，将Al优先占有的原子坐标称为Al位点。完全有序化的τ-MnAl中，Mn仅占有Mn位点，Al仅占有Al位点，且该Mn与Al的原子比成为50：50，但已知通过专利文献1所记载的方法制作的τ-MnAl相中，超过Al量的过量的Mn大部分占有Al位点(非专利文献1)。

另外，非专利文献2中报告了，通过电解沉积法在300℃以下制作Mn与Al的原子比中的Mn比率低于50％的τ-MnAl相，并呈现铁磁性。

另外，如专利文献2所示已知，以Mn为主要的构成元素的磁性材料的一部分呈现变磁性。变磁性是通过磁场从顺磁性(paramagnetism)或反铁磁性(antiferromagnetism)转变成铁磁性(ferromagnetism)的性质。期待呈现变磁性的变磁性材料应用于磁冷冻器或致动器、限流器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特公昭36-11110号公报

专利文献2：日本特开2014-228166号公报

非专利文献

非专利文献1：Y.Yang et al.，J.Appl.Phys.55(1984)2053-2054

非专利文献2：G.R.Stafford et al.，J.Alloy Compd.200(1993)107-113。

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，专利文献2所记载的变磁性材料均利用由磁场产生的从顺磁性向铁磁性的一阶相变，因此，在居里温度附近仅表现变磁性。因此，现实中难以应用至限流器等。

本发明是鉴于上述而完成的，其目的在于，提供一种在宽阔的温度内呈现变磁性的Mn系合金及其制造方法。

用于解决课题的方案

为了解决上述的技术问题并达成目的，本发明人等关注于由磁场产生的从反铁磁性向铁磁性转变的类型的变磁性材料(以下，称为“AFM-FM转变型变磁性材料”)。这是由于，AFM-FM转变型变磁性材料如果在没有反铁磁性秩序的尼尔温度(Néel temperature)以下，则呈现变磁性，因此，如从顺磁性向铁磁性转变的类型的变磁性材料(以下，称为“PM-FM转变型变磁性材料”)那样，不需要维持成居里温度附近的狭窄的温度带。