アモルファスフェライト磁性体のマイクロ波合成と機能化に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450263
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 滝沢 博胤 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90226960)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 恭太 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50271862) ; 遠藤 忠 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30176797)
• Keywords: マイクロ波加熱 / フェライト / アモルファス / スピネル型酸化物 / 強磁性 / 結晶化

Research Abstract

高強度のマイクロ波照射下では,物質内でのマイクロ波損失により物質自身を発熱させることができる。物質内でのマイクロ波損失には誘電損失,ジュール損,磁気共鳴などがあり,多くの無機物質がこれらの諸因子により発熱を示す。この発熱は無機材料合成の駆動力として利用でき,電磁界中での加熱であることから,非平衡構造・組織の実現が期待できる。本研究では,28GHzのマイクロ波照射下での鉄系複酸化物の電磁波とのカップリングに注目し,新たなアモルファスフェライト系磁性材料を合成し,Feイオンの配位環境とマイクロ波吸収特性,非晶質化の関連を明らかにするとともに,非晶質相の特徴を活かした機能設計を行うことを目的とした。本年度は種々の鉄複酸化物系において,マイクロ波照射によりアモルファス化が起こる物質系を探索し,スピネル型フェライト組成(NiFe_2O_4,ZnFe_2O_4)の原料混合粉に高強度のマイクロ波を照射した結果,X線的に非晶質相が生成することを明らかにした.
磁気測定の結果,NiFe_2O_4のキュリー点や飽和磁化は同組成の結晶相とほぼ同じであるが,抗磁力は小さく,ソフトな磁性体であることが判明した.一方,ZnFe_2O_4の非晶質相は同組成の結晶相が反強磁性体であるにもかかわらず,磁場誘起により強磁性体的な振る舞いを示した.
マイクロ波照射により生成した非晶質相は熱的に安定であり,電気炉を用いた高温アニールによっても結晶化は観測されなかった.しかし,室温下での剪断応力の印加によりスピネル型構造に結晶化することから,微視的レベルでの構造の類似性が示唆された.

Research Products

• [Publications] T.Kimura: "Microwave synthesis of X-rays amorphous ferrites and the magnetic properties"Proceedings of the 2^<nd> International Conference on Microwave Chemistry. 335-338 (2000)
• [Publications] H.Takizawa : "Rapid formation and growth of bixbyite-type (In_<0.67>Fe_<0.33>)_2O_3 by 28 GHz microwave irradiation"Journal of the American Ceramic Society. 83. 2321-2323 (2000)