2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the static and dynamic magnetic properties of arrayed amorphous metal magnetic particles with the submicron sizes
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19K21952
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
遠藤 恭 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50335379)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 孝道 東北大学, 工学研究科, 技術専門職員 (20422090)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | アモルファス金属磁性微粒子 / 電源用磁心材料 / サブミクロンサイズ / 動的磁気挙動 / 比透磁率の虚部 / 鎖状粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、次世代電源用磁心材料の創製に向けて、サブミクロンサイズのアモルファス金属軟磁性微粒子材を合成し，それらの静的・動的磁気挙動を検討することと、合成した微粒子を樹脂に埋め込んで配列化を試み、その形状と静的・動的磁気挙動を検討する。本年度の実績は以下の通りである。
Fe系反応液とB系還元液におけるFe/Bモル比を可変させた状態で水溶液還元法により300 ～500 nm程度の平均粒径を有するアモルファスFe-B球形微粒子を合成し、それらの磁気特性を検討した。合成した微粒子の飽和磁化はFe/Bモル比においてBリッチになるとやや減少した。この結果は、Fe/Bモル比の制御により微粒子の組成を制御できることを表している。また、合成した微粒子の動的磁気挙動に関しては、磁気損失にあたる比透磁率の虚部がGHz以下の周波数帯域ではほぼゼロとなり，GHz以上の周波数帯域から上昇し始めて4～7 GHz付近で最大となった。この最大となる部分は外部磁界を印加することにより高周波側へ移動し、それらの値は減少した。これらの結果から、低周波帯側での粒子内および粒子間での渦電流による損失が抑制され、GHz帯において強磁性共鳴（FMR）による磁気損失が発生していることを示唆している。
次に、永久磁石を用いてFe-B微粒子合成時での鎖状・配列化を試みた。合成した微粒子の形状に関しては、500～1000 nm程度の球形粒子が一方向に鎖状につながったものの、一方向配列はできずかつ永久磁石の磁界強度により配列方向の長さが異なった。静的磁気挙動に関しては、保磁力は10 Oe以下と低くなったものの、磁化の方向は等方的となった。また、動的磁気挙動に関しては、比透磁率の虚部が数GHzと10 GHz付近で極大となった。これは、鎖状微粒子のサイズ分散か、サイズの違いによる磁気特性の変化によるものと考えられる。
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