2011 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, 大学院・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)
光原 昌寿 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 助教 (10514218)
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| Keywords | ネオジム磁石 / 熱間加工磁石 / HDDR磁石 / 走査電子顕微鏡 / 透過電子顕微鏡 / 集束イオンビーム加工 / EDS組成分析 / 保磁力 |
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| Research Abstract |
Nd-Fe-B系磁石材料において更なる高保磁力化を実現する極微粒界構造制御の指針を得るために、主に走査電子顕微鏡と透過電子顕微鏡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系熱間加工磁石、ならびに種々の処理条件で作製したNd-Fe-B系HDDR磁石について解析を行った。
市販のNd-Fe-B系熱間加工磁石をCaH_2粉末の還元処理により1073K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粒界相中のNdが水素化され、主相粒界部に微細なNdH_2粒が生成することで保磁力をほぼ失うことが判明した。この試料に1123Kで脱水素処理を施すと保磁力は9割程度まで回復するが、これに伴いNdH_2粒が消失し、再び主相周囲に極薄粒界相が生成してくることが明らかとなった。これらの結果は、保磁力発現には主相周囲にNdに富んだ極薄粒界相を生成させることが重要であり、これが磁化反転を効果的に抑制することを示唆している。
NdFeB系HDDR磁石では微量のAlを添加することで、粒界三重点に存在するNd-rich粒界相は減少するが、Nd_2Fe_<14>B主相粒周囲の極薄粒界相はより均一な幅て・各粒を覆うようになり、これに伴って保磁力を1割程度向上できることか・わかった。さらに、Alに加えてNd組成を増加させると、粒界三重点のNd-rich粒界相が大幅に増加して、さらに保磁力を1割程度向上できることか・判明した。以上のように、主相周囲にNdに富んた・粒界相を均一に形成させて隣接する主相間の磁気的分断を高めることで、希少な重希土類元素を用いることなく更に高保磁力化できる可能性が示された。
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