2003 Fiscal Year Annual Research Report
金属およびセラミック系ガラスを前駆体とするナノ機能材料の創製
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15205025
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
町田 憲一 大阪大学, 先端科学技術共同研究センター, 教授 (00157223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 正浩 大阪大学, 先端科学技術共同研究センター, 助手 (90343243)
井藤 幹夫 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00294033)
勝山 茂 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00224478)
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| Keywords | 金属ガラス / 希土類-鉄系化合物 / 磁性材料 / ナノ複合体 / ボンド磁石 / 電波吸収材料 / 窒素吸蔵材料 / 熱電変換材料 |
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| Research Abstract |
希土類金属または遷移金属をベースとした金属ガラス、または微結晶体からなる複合体の粉末および成形体を、液体急冷法、メカニカルグランディングあるいは同アロイニング法等々を用いて作製し、これらの磁性、電波吸収特性および反応性を調べた。その成果は以下の通りである。
1 希土類-鉄系磁石スクラップを出発原料として用いて金属間化合物ガラスを前駆体とし、当方性・-Fe/Nd_2Fe_<14>BまたはFe_3B/Nd_2Fe_<14>B系ナノ複合型交換スプリング磁石を作製を行なった。一方、Nd-Fe-B系焼結磁石の粉砕物に対しYb金属を収着することでこれらの粉末の微細組織を構成する粒界相が効果的に修復され、粉砕によって大幅に低下した保磁力を著しく回復できることを見出した。また、希土類-鉄系金属間化合物は窒素分子を容易に解離、吸収することから、良好な窒素吸蔵媒体として活用可能であることを明らかにした。
2 希土類-鉄系金属間化合物ガラスを前駆体とした・-Fe/Ln_2O_3(Lnは希土類)系、Ln_2Fe_<14>B/Ln_2O_3系等のサーメット状ナノ複合体を作製し、これらの磁気損失作用を利用した高周波数帯域(数GHz〜数十GHz)対応の電磁波吸収材料としての性能を評価した。その結果、希土類-鉄系金属間化合物を前駆体とすることで、微細な鉄単体、鉄系合金や化合物の数十mmの微小粒子と希土類酸化物とからなる複合粉末が得られ、これらの樹脂との成形体は良好な電波吸収体となることが明らかになった。特に、鉄単体等の金属磁性粒子のサイズを小さくすることで渦電流の誘起が抑えられ、大きな吸収ゲインが見られた。更に、鉄単体を合金、化合物(Fe-Co系合金、Fe_3C、Fe_3N、Fe_2B化合物など)等とすることで、これらの物質に異方性磁界が付与され、その大きさに応じて電波吸収域を数GHzから十数GHzまで変化させ得ることを明らかにした。
3 鉄-ケイ素系、アルカリ金属-遷移金属系等の金属またはセラミックス系ガラスを前駆体として、均一組成および構造で緻密な焼結体を作製し、これらの熱電変換材としての性能を評価した。その結果、鉄ケイ化物や希土類系スクッテルダイト化合物に関しては、Coやその化合物の添加による熱電変換特性に及ぼす効果を明らかにした。
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[Publications] K.Machida: "Effective Recovery of Nd-Fe-B Sintered Magnet Scrap Powders as Isotropic Bonded Magnets"Chem.Lett.. 32(7). 628-629 (2003)
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[Publications] T.Horikawa: "Magnetic Property of Nd-Fe-B Sintered Magnet Powders Sorbed by Yb Metal Vapor"Jpn.J.Appl.Phys.. 42(7A). L741-L744 (2003)
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[Publications] J.R.Liu: "Electromagnetic Wave Absorption Properties of α-Fe/Fe_3B/Y_2O_3 Nanocomposites in Gigah Hertz Range"Appl.Phys.Lett.. 83(11). 4017-4019 (2003)
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[Publications] M.Itoh: "Reversible Nitrogen Absorption and Desorption on Rare Earth-Iron Intermetallic Compounds"J.Alloys Comp.. 364. 208-213 (2003)
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[Publications] M.Ito: "Thermoelectric Properties of Fe_<0.98>Co_<0.02>Si_2 with ZrO_2 and Rare-earth Oxide Dispersion by Mechanical Alloying"J.Alloys and Compounds. 350. 296-302 (2003)
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[Publications] S.Katsuyama: "Effect of NiSb on the Thermoelectric Properties of Skutterudite CoSb_3"J.Appl.Phys. 93(5). 2758-2764 (2003)
