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Production of a casting anisotropic neodymium magnet via electromagnetic vibration processing

Research Project

Project/Area Number 19K05071
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

TAMURA Takuya  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (30446588)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 李 明軍  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50392808)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsネオジム磁石 / 電磁振動 / 異方性 / 結晶配向 / 鋳造磁石
Outline of Research at the Start

本研究では、「NdCu+Nd2Fe14B」合金を対象として、液相であるNdCu非磁性相中における固相のNd2Fe14B磁石相分散状態及びc軸配向状態と電磁振動条件の関係を把握する事で、Nd2Fe14B相が均一微細分散化かつc軸配向するメカニズムを明らかにし、異方性鋳造ネオジム磁石を創製することを目的としている。この成果により、高性能な異方性鋳造ネオジム磁石を社会に提供するだけに留まらず、様々な機能性を有する複合材料において電磁振動プロセスを用いた配向技術による高性能化が実現できる様になると考えている。

Outline of Final Research Achievements

For the "NdCu + Nd2Fe14B" alloy, we experimented to clarify the mechanism of uniform fine dispersion and c-axis orientation of the solid Nd2Fe14B magnet phase in the liquid NdCu non-magnetic phase by the electromagnetic vibration process. As a result, it is possible to obtain characteristics of residual magnetization: 0.8T and coercive force: 1.0T without using heavy rare earth metals, and it was possible to realize the same characteristics as commercially available anisotropic neodymium bond magnets.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究において見出した鋳造のみによる異方性ネオジム磁石の作製は世界初であり、さらに均一微細分散化かつc軸配向するメカニズムを明らかすることで、様々な値を定量化する事ができ、特に固相のネオジム磁石相は非常に小さいエネルギーにて破砕する事が出来る事を見出した。このことは、今後様々なセミソリッドプロセスによる異方性磁石作製がが可能になる可能性を指し示すものである。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Products Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Quantitative Analysis of Breakdown Criteria of Nd2Fe14B Compounds During Electromagnetic Vibration and Their Frequency-Dependent Solidification Structures/Magnetic Properties2022

    • Author(s)
      Tamura Takuya、Li Mingjun
    • Journal Title

      Metallurgical and Materials Transactions A

      Volume: 53 Issue: 3 Pages: 1051-1068

    • DOI

      10.1007/s11661-021-06576-z

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the optimization of solidification structures and magnetic properties of Nd70Cu30-50wt% Nd2Fe14B alloys by electromagnetic vibration2021

    • Author(s)
      Li Mingjun、Tamura Takuya
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 883 Pages: 160915-160915

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.160915

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電磁振動セミソリッドプロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の作製2020

    • Author(s)
      田村 卓也、李 明軍
    • Journal Title

      Journal of the Reports of the Japan Foundry Engineering Society Meeting

      Volume: 176 Issue: 0 Pages: 214-217

    • DOI

      10.11279/jfeskouen.176_214

    • NAID

      130008019402

    • ISSN
      1880-5388, 2424-2012
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Segmentation and Alignment of Nd2Fe14B Platelets in Nd-Cu Eutectic Alloys Using the Electromagnetic Vibration Technique2020

    • Author(s)
      Li Mingjun、Tamura Takuya
    • Journal Title

      Metallurgical and Materials Transactions A

      Volume: - Issue: 6 Pages: 2939-2956

    • DOI

      10.1007/s11661-020-05725-0

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystalline orientation control of the platelet Nd2Fe14B phase to produce magnetic anisotropy via electromagnetic vibration processing2019

    • Author(s)
      Li Mingjun、Tamura Takuya
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42053-9

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 電磁振動プロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の創製2019

    • Author(s)
      田村卓也、李 明軍
    • Journal Title

      まてりあ

      Volume: 58 Pages: 520-521

    • NAID

      130007699420

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Influence of processing temperature and electrode material on structures and magnetic properties of Nd70Cu30-50 wt% Nd2Fe14B alloys solidified by electromagnetic vibration2021

    • Author(s)
      李 明軍、田村卓也
    • Organizer
      日本金属学会2021年秋期(第169回)講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 電磁振動プロセスにおける異方性鋳造ネオジム磁石の組織に及ぼす振動モードと周波数の影響2021

    • Author(s)
      田村卓也、李 明軍
    • Organizer
      日本鋳造工学会第178回全国講演大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 鋳造だけで強力ネオジム磁石を作る ー低価格強力磁石を作るー2021

    • Author(s)
      田村 卓也
    • Organizer
      テクノブリッジフェア in 中部
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 電磁振動セミソリッドプロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の作製2020

    • Author(s)
      田村 卓也、李 明軍
    • Organizer
      日本鋳造工学会第176回全国講演大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] セミソリッドプロセスによる強力ネオジム磁石作製の可能性2020

    • Author(s)
      田村卓也
    • Organizer
      日本鋳造工学会東海支部 第91回鋳造先端プロセス研究部会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Production of an anisotropic Nd2Fe14B magnet via electromagnetic vibration processing2019

    • Author(s)
      M. Li, T. Tamura
    • Organizer
      The 10th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM10)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Nd-Fe-Cu-B合金を用いた電磁振動プロセスによる異方性鋳造ネオジム磁石の作製2019

    • Author(s)
      田村卓也、李 明軍
    • Organizer
      日本金属学会2019年秋期(第165回)講演大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 異方性希土類磁石およびその製造方法2023

    • Inventor(s)
      田村 卓也、李 明軍
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      Products Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 異方性希土類磁石およびその製造方法2022

    • Inventor(s)
      田村 卓也, 李 明軍
    • Industrial Property Rights Holder
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2022-185260
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      Products Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-03-27  

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