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2012 Fiscal Year Research-status Report

回転液中紡糸法を用いた細線状永久磁石製造法の開発

Research Project

Project/Area Number 23560843
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

戸高 孝  大分大学, 工学部, 准教授 (50163994)

Keywords微小永久磁石 / ネオジム磁石 / ナノコンポジット磁石 / 回転液中紡糸法 / 単ロール法 / 保磁力 / 飽和磁化 / レアアースフリー
Research Abstract

本年度は、SmCo5とSm2Co17をメインにして回転液中紡糸法による微小永久磁石の作製および測定を行った。NdFeB系と同様に、回転液中紡糸法での試料作製時に使用するノズル径を0.3mmから0.1mmまで変化させ急冷速度を変化させたところ、急冷速度が最も速くなるノズル径0.1mmで作製した試料での主相が安定しており、磁気特性も向上した。SmCo系の細線磁石は、妨錆剤の濃度を0.75%とした水溶液を用いて、ドラムの回転速度が250-280rpm程度、噴射圧0.18-0.34MPaで作製可能であるが、表面にはX線回折の結果、酸化物であるSm2O3の相が多く析出し酸化の影響を受けていた。SmCo5サンプルは飽和磁化が10-30emu/g と小さく、保磁力は急冷段階で400-500Oe程度であった。文献にある熱処理を3種類行ったが、磁気特性の改善は得られなかった。今後引き続き、最適な熱処理条件の検討を行う予定であるが、Sm2Co7相の共折変態が800℃辺りにあり徐冷するとSm2Co7相が出現し逆磁区の核生成サイトになり保磁力の低下に繋がることが知られており容易ではない。
一方Sm2Co17サンプルの保磁力は同様に400-500Oe程度であったが、飽和磁化は50-70emu/g 程度と倍以上あった。保磁力の向上のために、 Cu(0.15wt%)とFe(0.06wt%)を添加したところ、保磁力は僅かに増えたものの、飽和磁化が低下した。原因としては、 添加元素量のバランスの問題と考えている。本試料は熱処理により、飽和磁化と保磁力が向上した。
液温の制御機構での実験に関しては、冷却水の使用によって、急冷速度を僅かに上げてその効果があることを確認できた。今年度は、冷却水の適切な選定を行いながら、NdFeB 系磁石での検討も再度行う。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

SmCo系細線磁石に対して、回転液中紡糸法での試料作製条件を明らかにし、作製時のノズル径や熱処理条件と保磁力の関連を明らかにできた。また、冷却液の温度を下げることで、急冷速度を僅かに上げて主相の析出量と結晶粒の微細化に効果があることを確認できた。希土類元素(Nd, Sm)の酸化の影響は液中紡糸法ではこれ以上は避けられない。SmCo系の細線磁石の最適な熱処理条件の解明はまだできていない。SmCo系細線磁石と、これまで検討してきたNdFeB 系磁石を比較すると、飽和磁化の大きさはNdFeB 系が大きく、熱処理の容易性でも勝っている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は最終年度であり、希土類を含まない組成(FeCoCr等)での細線磁石の作製実験を加速する。またNdFeB 系磁石では、急冷速度の向上を目指して酸化抑制が可能な冷却液の温度を極力下げる検討を行い、保磁力の向上や結晶粒の微細化のための第4元素の添加について前年度と同様の検討を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度に繰り越して使用する予定の助成金は無い。
次年度の研究費使途は主に金属材料、石英ノズルやアルゴンガス等の消耗品費と旅費(国内会議2件<箱根、北海道、国際会議1件<ギリシャ&ハンガリー>)を計画している。

  • Research Products

    (14 results)

All 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Fe-Mn-Si/6.5wt%Si-Fe Bilayer Ribbons produced by using Melt Spinning Technique2012

    • Author(s)
      Daisuke Imamura, Takashi Todaka, Masato Enokizono
    • Journal Title

      Material Science Forum

      Volume: 721 Pages: 53-58

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of Magnetic Properties of Fe-Mn-Si Based Ferromagnetic Shape Memory Ribbons with Heat-Treatment under Tensile Stress2012

    • Author(s)
      Takashi Todaka, Masato Enokizono
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetics and Mechanics

      Volume: 20 Pages: 174-179

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precise Measurement of Magnetization Characteristics in High Pulsed Field2012

    • Author(s)
      Yasushi Nakahata, Bartosz Borkowski, Hiroyasu Shimoji, Koji Yamada, Takashi Todaka, Masato Enokizono
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 111 Pages: 07A712(1-3)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 回転液中紡糸法による細線磁石の作製と高保磁力化の検討2012

    • Author(s)
      戸高孝,山道大介,松村昴,榎園正人
    • Journal Title

      日本AEM学会誌

      Volume: 20 Pages: 53-58

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Study on Improvement of Coercive Force in Sintered Nd-Fe-B Magnets using Heat Treatment2012

    • Author(s)
      Yasushi Nakahata, Bartosz Borkowski, Hiroyasu Shimoji, Koji Yamada, Takashi Todaka, Masato Enokizono
    • Organizer
      REPM12, The 22nd International Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications
    • Place of Presentation
      Nagasaki Brick Hall, Nagasaki
    • Year and Date
      2012-09-03
  • [Presentation] Magnetic Properties and Heat-treatment Conditions of Permanent Magnet Wires Produced by Spinning Method In Rotating Liquid

    • Author(s)
      Takashi Todaka, Subaru Matsumura, Masato Enokizono, Oita University
    • Organizer
      APSAEM 2012 , Asian-Pacific Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics
    • Place of Presentation
      Majestic Hotel Saigon (Ho Chi Minh, Vietnam)
  • [Presentation] Comparison of Distributions of Magnetic Flux Density over Various Permanent Magnets

    • Author(s)
      Yasushi Nakahata, Bartosz Borkowski, Hiroyasu Shimoji, Koji Yamada, Takashi Todaka, Masato Enokizono
    • Organizer
      REPM12, The 22nd International Workshop on Rare-Earth Permanent Magnets and their Applications
    • Place of Presentation
      Nagasaki Brick Hall, Nagasaki
  • [Presentation] 強磁性/形状記憶二層薄帯の液体急冷法による作製

    • Author(s)
      二宮悠、戸高孝、榎園正人
    • Organizer
      第65回電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎市
  • [Presentation] 回転液中紡糸法により作製したNd-Fe-B細線の磁気特性測定

    • Author(s)
      松村昴、戸高孝、榎園正人
    • Organizer
      第65回電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎市
  • [Presentation] Nd-Ce-Fe-B系急冷薄帯磁石の磁気特性

    • Author(s)
      岡健介、戸高孝、榎園正人
    • Organizer
      第65回電気関係学会九州支部連合大会
    • Place of Presentation
      長崎大学文教キャンパス、長崎市
  • [Presentation] Permanent magnet wires produced by spinning technique in rotating liquid

    • Author(s)
      Subaru Matsumura, T. Todaka, M. Enokizono
    • Organizer
      International Conference on Asian Union of magnetic Societies
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂、奈良市
  • [Presentation] Magnetic Properties of Melt-Spun Nd-Ce-Fe-B Ribbons

    • Author(s)
      Kensuke Oka, T. Todaka, M. Enokizono
    • Organizer
      International Conference on Asian Union of magnetic Societies
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂、奈良市
  • [Presentation] Ferromagnetic/shape memory bilayer composite ribbons produced by liquid quenching method

    • Author(s)
      Yu Ninomiya, T. Todaka, M. Enokizono
    • Organizer
      International Conference on Asian Union of magnetic Societies
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂、奈良市
  • [Presentation] SA2 Magnetic Properties of Melt-Spun (Nd,Ce)-Fe-B Ribbons

    • Author(s)
      Kensuke Oka, T. Todaka, M. Enokizono
    • Organizer
      The 15th Korea-Japan Joint Symposium on the Applied Electromagnetics
    • Place of Presentation
      成均館大学校, Suwon, Korea

URL: 

Published: 2014-07-24  

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