2013 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ層マニピュレーションによる高温対応次世代Dyフリー磁石の開発
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25289090
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
福永 博俊 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10136533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 正基 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20274623)
柳井 武志 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30404239)
森村 隆夫 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30230147)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノコンポジット / 磁石 / Sm-Co / 積層構造 / 磁性体 |
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| Research Abstract |
Micromagnetics 理論に基づいた計算機シミュレーションにより，積層型 Sm-Co/α-Feナノコンポジット磁石における磁気特性のポテンシャルを明らかにした。その結果，異方性Sm-Co/α-Fe積層型ナノコンポジット磁石で達成可能な(BH)max 値は，室温では，Nd-Fe-B/α-Feナノコンポジット磁石のそれとほぼ等しいが，200℃においては，積層型Sm-Co/α-Feナノコンポジット磁石で達成可能な(BH)max 値が，Nd-Fe-B/α-Feナノコンポジット磁石のそれを大きく超え，Dyなしの高温磁石としてのポテンシャルが示された。また,等方性磁石における磁気特性のポテンシャルを解析したところ，異方性磁石と同様な傾向を示すことを明らかになった。
PLD(Pulsed Laser Deposition)法を用いて，Sm-Co層とα-Fe層を交互に780層積層した積層型Sm-Co/α-Feナノコンポジット厚膜磁石（膜厚10μm程度）を作製したところ，作製した膜は等方的な磁気特性を示した。SmとCoの組成比，Sm-Co層の厚さ，α-Fe層の厚さを変化させて膜を作製したところ，Sm/(Sm+Co)＝0.16，Sm-Co層厚／α-Fe層厚＝１，それぞれの層厚＝10～20nm のとき，室温で 100kJ/m3を超える(BH)max 値が得られた。
作製した膜の磁気特性を150℃で評価したところ，その(BH)max 値は，等方性(Nd,Dy)-Nd-Bフレークおよび Nd-Fe-B/α-Feナノコンポジット磁石のそれを超え，Sm-Co/α-Feナノコンポジット磁石の高温での優位性を実証することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画で予定した
(1) 計算機シミュレーションによりナノ構造と磁気特性の関係の明確化する。
(2) 上記計算機シミュレーション結果を参考に，ナノマニピュレーション技術により積層型Sm-Co/α-Feナノコンポジット厚膜磁石を作製し，Sm-Co層厚・組成，α-Fe層厚を最適化する。
を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
所期の計画の通り，SmCo5/α-Fe膜の異方性膜の作製に着手すると共に，SmCo17/α-Fe膜のポテンシャルを明らかにする。
さらに，Sm-Co層とα-Fe層間に極薄いバッファ層を挿入することにより，層間での原子の相互拡散を抑制する技術を導入する。
加えて，積層構造の乱れを抑制するために，補助レーザを用いたドロップレット抑制技術を導入する。
これらの技術により，積層型Sm-Co/α-Feナノコンポジット磁石における更なる磁気特性の改善を目指す。
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