2020 Fiscal Year Annual Research Report
次世代完全レア・アースフリー磁石として利用可能なL10規則相の人工的創製研究開発
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17H06154
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
牧野 彰宏 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (30315642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小口 多美夫 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (90253054)
保田 英洋 大阪大学, 工学研究科, 教授 (60210259)
佐藤 和久 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 准教授 (70314424)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 磁性 / ナノ結晶 / 磁石 / L10 / レア・アース / FeNi |
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| Outline of Annual Research Achievements |
FeNi系アモルファス合金薄帯がナノ結晶化時の高速拡散に着目し、100種類に及ぶFeNi-半金属系合金について系統的な実験を重ね、L10-FeNi規則相の形成による高い保持力（Hc） の出現はFeNi（1：1近傍）アモルファス合金の結晶化後において広範な組成で出現する一般的な現象であり、さらに、そのHcは合金の結晶化温度に依存し、これが低いほどHcが高いことを見出している。このことは、規則-不規則変態温度が約320℃とこれらのアモルファス相の結晶化温度より低いことと符合している。
結晶化温度の低下はFeNi量の増加により実現されるが、L10-FeNi規則相への変態温度が320℃と推定されるため、低い結晶化温度はL10-FeNi規則相の体積分率向上にもつながると考えた。しかし、FeNi量を増すと結晶化温度は低下するが、一定量以上ではアモルファス形成能が低下してしまい、結晶化組織の前駆体の形成が難しくなる。この両立に対してメタロイドの種類、量の最適化の効果も大きくない。この相反する課題は大きな壁として存在しており、その中で、Coの少量添加がアモルファス形成能を向上することを見出し、選択したFeNiCo基合金において熱処理の最適化を加え、開発当初、本研究開始時と比較しそれぞれほぼ1.5倍、2倍の高い保持力が得られた。この最新の値は希土類磁以外の主な金属系永久磁石（KS鋼など）を上回り、フェライト磁石に匹敵する。
目標は必ずしも近くないが、今後、本研究における系統的組成調査にて得られた基礎的な知見を基に更なる特性改善は可能と考えられる。我々の発見の後、液体急冷アモルファス相の結晶化を用いた多くの類似研究が行われており、当該分野の更なる進展が期待される。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
東北大学未来科学技術共同研究センター 牧野プロジェクト
http://nanom.imr.tohoku.ac.jp/index.html
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