金属水素化物による低温還元を利用した高磁気異方性ナノ磁性粉末材料の開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K04704
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 松本 章宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20358047)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 金属水素化物 / 低温還元 / 高磁気異方性 / FeNi

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の目的は、金属水素化物による低温還元を利用して高磁気異方性を有するL10-FeNi規則合金粉末を合成することである。
最終年度は、湿式合成とCaH2還元により得られたFe-Niナノ粒子のL10規則化に与える合金元素添加の効果について検討した。具体的には、塩化鉄(Ⅱ)四水和物および合金元素を含む水和物の混合水溶液に、KOHを滴下する共沈法により、前駆体粉末を合成した。得られた前駆体粉末とCaH2をArグローブボックス中で十分に混合して真空引きしながらガラス管に封入し、300℃×10時間熱処理した。得られた粉末を洗浄乾燥後、その保磁力を測定したところ、無添加粉の370[Oe]に対して、Mnを添加することによって、約60%保磁力が増加した。シンクロトロンを利用して粉末X線回折を行ったところ、L10の超格子反射を示す明瞭なピークは観察されなかったものの、合金元素添加がL10規則化を促進する可能性が示された。
期間全体としては、(1)ナノ・原子レベルでFeとNiが均質に分布する前駆体粉の合成手法の検討、(2)CaH2による低温還元を利用してL10規則化に与える合金元素ならびに外部磁場の効果の検討を行った。(1)については、塩化物合成法、水熱合成法、共沈法などの湿式合成法を検討した結果、共沈法を用いることにより、目的とする粉末に最も近い前駆体粉末が得られることがわかった。(2)については、合金元素としてMn添加によりL10規則化促進の可能性が示された。