ポリマープロテクトナノ粒子技術によるハイパフォーマンスコンポジット磁石の創製

• Project/Area Number: 18656199
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural/Functional materials
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉本 諭 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 教授 (10171175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 手束 展規 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40323076)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000); Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: ナノコンポジット / ナノ粒子 / フェライト / ポリマー / 共沈法 / 水素還元 / アルコール還元法

Research Abstract

【目的】本研究では,Co-Niフェライト粉末の表面を水素還元することによって,Co-Niフェライトをコア,還元することによって生成した鉄をシェルとするコア/シェル構造を有する粒子を作製し,ナノコンポジット磁石粉末を作製を試みる.
【実験方法】組成は(CoO)_<1-x>(NiO)_x・2.0/2Fe_2O_3(x=0.1,0.5,0.8)とし,共沈法にてCo-Niフェライト粉末を作製した.得られた粉末に対し,温度200〜500℃,時間30〜240分間,水素濃度0〜100%の条件で水素還元処理を行った.磁気特性測定にVSM,構造解析にXRD,組織観察にTEMを用いた.
【結果】組成(CoO)_0.9(NiO)_0.1・2.0/2Fe_2O_3の粉末を400℃,30分間,水素濃度100%の条件で水素還元処理を行った試料について,TEM観察ならびにXRDパターンを行ったところ,Co-Niフェライト相の周囲にα-Fe相が存在するコア/シェル構造を形成した粉末が得られた.得られた粉末は飽和磁化σ_s=176Am^2・kg^-1,保磁力H_<cJ>=89kA・m^-1,最大エネルギー積(BH)_<max>^*=16kJ・m^-3(*反磁界係数による補正なし)なる磁気特性を示し,中でも(BH)_<max>^*は還元前の試料と比べて1.8倍の値を示した.また界面活性剤を添加せずにCoナノ粒子を作製し,(CoO)_0.9(NiO)_0.1・2.0/2Fe_2O_3の粉末と混ぜ合わせて磁気特性を測定したところ,磁化は上昇したが,保磁力が低く(BH)_<max>は低下した。