2010 Fiscal Year Annual Research Report
超顕微法によるNdFeB磁石材料の最適粒界構造の探索と制御
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21360342
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
板倉 賢 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑野 範之 九州大学, 産学連携センター, 教授 (50038022)
西田 稔 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (90183540)
中野 正基 長崎大学, 工学部, 准教授 (20274623)
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| Keywords | ネオジム磁石 / 焼結磁石 / パルスレーザー蒸着法 / 透過電子顕微鏡 / 走査電子顕微鏡 / EDS組成分析 / 保磁力機構 / 粒界構造 |
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| Research Abstract |
前年度に引き続き、カー効果偏光顕微鏡(MOKE)や走査電子顕微鏡(SEM)と透過電子顕微鏡(TEM)を組み合わせた超顕微法によるナノ組織解析を行った。本年度は特に、水素処理により保磁力を失ったNd-Fe-B系焼結磁石、ならびにパルスレーザー蒸着(PLD)法により作製したNd-Fe-B系積層型ナノコンポジット磁石について解析を行った。
Nd-Fe-B系焼結磁石をCaH_2粉末の還元熱処理により300℃で水素化させた試料では、Nd_2Fe_<14>B主相周囲に存在していた極薄のNd-Cu界面相に亀裂が入り、主相表面から一部剥離することで保磁力が悪化することがわかった。同様の方法により700℃で水素化させた試料では、Nd_2Fe_<14>B主相粒界に楕円状Nd水素化物相の生成が認められ、これに伴って主相周囲に存在する粒界相がCuを主体するものに変化していた。以上の結果は、保磁力の発現には主相粒表面を滑らかに覆う粒界パッシベーションが重要であるが、Cu主体の粒界相で覆っただけでは不十分であり、界面相にNdを含む必要があることを示唆している。
軟磁性相にFe_3Bあるいは純Feを用いたNd-Fe-B系積層型ナノコンポジットPLD厚膜磁石についても解析を行った。Fe_3Bを用いた厚膜では、Nd_2Fe_<14>B強磁性層と軟磁性層が約50nmと18nm幅で交互に積層した厚膜が得られたが、Fe_3Bがα-FeとFeBに相分解して連続的に連なった層を形成していた。一方、α-Feを用いた厚膜では、Nd_2Fe_<14>B強磁性層とα-Fe軟磁性層が約30nmと17nm幅で積層しており、わずかにNdO粒の生成も認められた。ただし、α-Feは長さ100nm程の異方的な形状を有しており、これが不連続に途切れて強磁性層が層間を超えて繋がってしまうことが明らかとなった。
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