2018 Fiscal Year Annual Research Report
Synthesis and magnetic properties of multi-element iron nitride nanoparticles by controll of site selectivity and degree of order
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16H02390
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| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
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Principal Investigator |
土井 正晶 東北学院大学, 工学部, 教授 (10237167)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐久間 昭正 東北大学, 工学研究科, 教授 (30361124)
飛世 正博 東北大学, 工学研究科, 学術研究員 (30766762)
齊藤 伸 東北大学, 工学研究科, 教授 (50344700)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 磁性材料 / 多元系窒化鉄 / 微粒子 / 磁気特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レアアースフリーの高性能磁性材料の創出を目指して高飽和磁化Fe16N2ナノ粒子のFeの一部をM元素 (M=V、Cr、Mn…)で置換して磁気異方性を高める研究を行っている。昨年度まで原料となるα-FeOOHナノ粒子のFeの一部をV、Cr、Mn、Co、Niで5 at%および10 at%置換する検討を行った。Co以外の元素では10 at%まで置換すると、還元してFe-M合金になったときの磁化の低下が大きく160 emu/gを下回ったので、5 at%の置換量に留めた。今年度は理論計算の結果、高い磁気異方性の発現が期待されるAlに着目し同様にα-FeOOHナノ粒子のAl置換系の検討を行った。また磁化の低下を抑制するためにCoとの複合置換α-(Fe95Co3Al2)OOH、α-(Fe95Co3V2)OOH、α-(Fe95Co3Mn2)OOHを出発原料として(Fe,M)16N2ナノ粒子の合成を試みた。はじめにα-(Fe,M)OOHナノ粒子の還元条件を検討したところCo、Niでは低い温度で還元されるのに対して、他の元素では還元温度が高くなる傾向を示した。引き続き行う窒化においても無添加系に比べ(Fe,M)16N2の生成率が窒化温度に対してたいへん敏感になることがわかった。また還元温度が高くなると、(Fe,M)16N2の生成率は低下する傾向があり、還元によって生成されたFe-Mナノ粒子の組織が窒化に対して何らかの影響を与えていることが示唆された。N原子の規則化およびそれが保磁力に及ぼす影響については、明確な実験結果が得られなかった。結果としては理論予想されたAl系が最も高い保磁力を示した。Co-Al複合添加系で窒化鉄系では最高レベルの2000 Oe程度の高い保磁力が得られた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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