2020 Fiscal Year Research-status Report
高性能フェライト磁石のサイト選択的コバルト置換法の確立
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19K05002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
和氣 剛 京都大学, 工学研究科, 助教 (50463906)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | フェライト磁石 / M型フェライト / 磁気異方性 / サイト選択性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
La-Co置換M型フェライトの磁気異方性向上を目指しCo占有サイトの制御法を検討している。M型フェライトにはCoが置換しうる結晶学的なFeのサイトが5つあるが、磁気異方性が向上しうるサイトはある特定のサイトに限られる。その特定のサイトにCoを占有させることができれば、希少元素であるCoを効果的に利用することができる。本年度は、c軸長とCoのサイト占有率の相関を解明するためSr-LaMフェライトにおいてLa量を変化させたLa-Co置換試料の合成を行った。合成温度、酸素分圧について検討を行ったところ、10気圧の酸素圧下ではSr1-xLaxFe12-xCoxO19のx=0.6まで安定的に合成できることが明らかとなった。Laの増加に伴いc軸が短くなることも明らかにした。また、La量が0.9、Co量が0.7の試料も高酸素圧下で合成できることが明らかとなったが、徐冷条件では単相化することができないことも判明した。単相化できた試料について磁気異方性を評価したところ、Co量の増加に伴い磁気異方性が向上することを明らかにした。また、c軸長とCo占有サイトの相関を解明する予定であったが、下述する事情により本年度は行うことができなかった。
La-Co置換M型フェライトのCo占有サイトを核磁気共鳴法により内部磁場の大きさから評価することが可能であることをこれまでに明らかにしている。従来海外での共同研究によりその評価を行っていたが、渡航が困難な状況であるため、現有装置の改良により実験室で行う必要に迫られた。広帯域増幅器及び低温温度調整機を導入し、実験室でのCo占有サイト評価を行うための環境整備を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究においては、Coの占有サイトと磁気異方性の相関を解明することが重要である。当初海外での共同研究による占有サイトの評価を予定していたが、渡航が難しくなったため占有サイトの評価を行うことができなかった。その代替として、現有装置を改造して実験を行う必要が出てきたため、環境整備を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状にあっても海外への渡航は困難であるため、改良を行った装置により核磁気共鳴法を用いたCoの占有サイトの評価を加速させる。Coのサイト占有率の制御について、密度汎関数理論に基づく第一原理計算の示唆により、磁気異方性向上に寄与する置換サイトへのCoの占有が最安定で、別サイトへの置換とのエネルギー差が数100K程度であることが判明しており、熱処理温度により元素分布が大いに変化しうることが考えられる。今後は、熱処理温度と磁気異方性の相関を解明し、それら試料についても、分布の変化を解明することを目標とする。
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| Causes of Carryover |
学会参加のための旅費に計上していたが、予定していた学会が全てオンラインになり、使用できなかったため。
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