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エアロゾルデポジション法による高性能厚膜磁石の高速成形

研究課題

研究課題/領域番号 15360378
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関東北大学

研究代表者

杉本 諭  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10171175)

研究分担者 猪俣 浩一郎  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90323071)
明渡 純  独立行政法人産業技術総合研究所, 機械システム研究部門, グループ長(研究職)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2005年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2004年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2003年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワードエアロゾルデポジション法 / 厚膜 / 永久磁石 / 異方性 / 残留磁化 / 保磁力 / 成膜速度 / 膜密度 / エアロゾルデポジション / 残留磁束密度 / ビッカース強度 / 微細結晶
研究概要

1.目的
将来の電子情報通信機器ではさらにモバイル・ウエアラブル化が進み、希土類磁石にもさらに小型化、薄型化が要求されている。本研究では、ナノメータオーダーの微粒子から構成される厚膜を5〜50μm/minとスパッタ法の500〜5000倍の速度で作製できるエアロゾルデポジション(AD)法を用い、従来薄膜技術ではカバーできない数μm〜500μmの範囲の膜厚を作製し、高性能厚膜磁石を作製することを目的とした。
2.結果
(1)Sm-Fe-N系粉末を用いたAD膜の成膜と磁気特性:ガラス基板では10分間の成膜で膜厚45μm程度、成膜速度も10μm/minであったが、ブラス基板では膜厚190μm、成膜速度も15〜19μm/minと増加した。得られたAD厚膜の磁気特性は残留磁束密度Jr=0.4〜0.6T、保磁力μ_0H_<cJ>=1.6〜1.8T程度であり、原料粉末よりも高保磁力であった。マイクロビッカース強度HVも500〜700程度で十分な強度を示した。AD厚膜にはSm_2Fe_<17>N_x相と微量のα-Fe相が存在し、原料粉末よりも1オーダー小さい200〜400nmの結晶粒から構成されていた。
(2)Sm-Fe-N系AD膜の異方性化:基板の側面にNd-Fe-B系焼結磁石同極対向配置ならびにソレノイドコイル使用によって面直方向、焼結磁石異極対向配置によって面内方向に結晶配向することが可能であることがわかった。特に膜面内方向では印加磁界0.19Tにおいて0.54Tなる残留磁束密度Jrが得られ、無磁界の場合(0.42T)と比較して約29%高い値を示した。
(3)Fe_3B/Nd_2Fe_<14>BナノコンポジットAD膜の可能性:原料粉末は、ヒステレシス曲線やXRD解析などからFe_3B相とNd_2Fe_<14>B相からなるナノコンポジット磁石粉末であった。しかし粉末の平均粒径が12.45μmとこれまでのSm-Fe-N系粉末よりも大きく、このため厚膜が成膜しづらかった。as-depo状態のAD膜もFe_3B相とNd_2Fe_<14>B相から構成され、高い残留磁化を示したが、保磁力はH_<cJ>=0.84kOeと低い値であった。さらにアルゴンガス中で熱処理をしたが、さらに保磁力は低下した。これらの低保磁力は、Sm_2Fe_<17>N_x化合物に比べNd_2Fe_<14>B相の異方性磁界が低いこと、AD法の成膜過程で欠陥、歪が導入されること、成膜中または熱処理中にa-Fe相が出現することによるものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (29件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Influence of deposition angle on the magnetic properties of Sm-Fe-N films fabricated by aerosol deposition method2006

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Maki
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 408-412

      ページ: 1409-1412

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nd_2Fe_<14>B/Fe_3B nanocomposite film fabricated by aerosol deposition method2006

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 408-412

      ページ: 1413-1416

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nd_2Fe_<14>B/Fe_8B nanocomposite film fabricated by aerosol deposition method2006

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 408-412

      ページ: 1413-1416

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of applied field during aerosol deposition on the anisotropy of Sm-Fe-N thick films2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 290-291, part 2,

      ページ: 1202-1205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Fe/(NiZnCu)Fe_2O_4 Composite Films Prepared by Aerosol Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 41,10

      ページ: 3460-3462

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Co/(CoNi)Fe_2O_4 Nanocomposite Magnet Powders2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 41,10

      ページ: 3871-3873

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sm-Fe-N Thick Film Magnets Fabricated by Aerosol Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 30,4

      ページ: 1001-1004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effect of applied field during aerosol deposition on the anisotropy of Sm-Fe-N thick films2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 290-291, part 2

      ページ: 1202-1205

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Fe/(NiZnCu)Fe_2O_4 Composite Films Prepared by Aerosol Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 41, 10

      ページ: 3460-3462

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Co/(CoNi)Fe_2O_4 Nanocomposite Magnet Powders2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 41, 10

      ページ: 3871-3873

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sm-Fe-N Thick Film Magnets Fabricated by Aerosol Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 30, 4

      ページ: 1001-1004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Co/(CoNi)Fe_2O_4 Nanocomposite Magnet Powders2005

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 41

      ページ: 3871-3873

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Fe/(NiZnCu)Fe_2O_4 Composite Films Prepared by Aerosol Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 41

      ページ: 3460-3462

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Sm-Fe-N Thick Film Magnets Fabricated by Aerosol Deposition Method2005

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 30

      ページ: 1001-1004

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Microstructures and Magnetic Properties of Sm-Fe-N Thick Films Produced by the Aerosol Deposition Method2004

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Maki
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45・2

      ページ: 369-372

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic properties and microstructures of the aerosol-deposited permanent magnet films2004

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] エアロゾル・デポジション法により作製したNi-Zn-Cuフェライト厚膜の高周波特性2004

    • 著者名/発表者名
      小林亮平
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 51・9

      ページ: 691-697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Sm-Fe-N系エアロゾル・デポジション厚膜の磁気特性と組織2004

    • 著者名/発表者名
      槙 智仁
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌) 124・(10)

      ページ: 887-891

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microstructures and Magnetic Properties of Sm-Fe-N Thick Films Produced by the Aerosol Deposition Method2004

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Maki
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45, 2

      ページ: 369-372

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic properties and microstructures of the aerosol-deposited permanent magnet films2004

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276, Supplement 1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High Frequency Properties of Ni-Zn-Cu Ferrite Thick Films Prepared by Aerosol Deposition Method2004

    • 著者名/発表者名
      Ryohei Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy 51, 9

      ページ: 691-697

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microstructure and Magnetic Properties of the Aerosol-Deposited Sm-Fe-N Thick Films2004

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Maki
    • 雑誌名

      IEEJ Trans.FM 124, 10

      ページ: 887-891

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microstructure and Magnetic Properties of Sm-Fe-N Thick Films Produced by the Aerosol Deposition Method.2004

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Maki
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45

      ページ: 369-372

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic properties and microstructures of the aerosol-deposited permanent magnet films.2004

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Sugimoto
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism Magnetic Materials 272-276 (Supplement 1)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Applied Magnetic Field on Magnetic Properties of Sm-Fe-N Films Prepared by Aerosol Deposition Method.2004

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Maki
    • 雑誌名

      Materials Transactions 45

      ページ: 2626-2629

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Sm-Fe-N系エアロゾル・デポジション厚膜の磁気特性と組織2004

    • 著者名/発表者名
      槙智仁
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A 124

      ページ: 887-891

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] HIGH SPEED FABRICATION OF SM-FE N THICK FILMS BY THE AFROSOL DEPOSITION METHOD.2004

    • 著者名/発表者名
      S.SUGIMOTO
    • 雑誌名

      Proceedings of the 18th International Workshop on High Performance Magnets and their Applications Including the symposium Magnetic Micro-Actuators and Systems 2

      ページ: 836-842

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Sm-Fe-N Thick Film Magnets Prepared by the Aerosol Deposition Method2003

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 39・5

      ページ: 2986-2988

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Sm-Fe-N Thick Film Magnets Prepared by the Aerosol Deposition Method2003

    • 著者名/発表者名
      S.Sugimoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 39, 5

      ページ: 2986-2988

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sugimoto: "Magnetic Properties of Sm-Fe-N Thick Film Magnets Prepared by Aerosol Deposition Method"IEEE Trans Magn.. 39(5). 2986-2988 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 杉本諭: "エアロゾル・デポジション法による永久磁石の薄型化"(社)日本応用磁気学会 第l32回研究会試料(2003年11月28日). 1-8 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 槙智仁: "エアロゾル・デポジション法により作製されたSm-Fe-N系厚膜磁石の組織と磁気"電気学会研究会資料マグネティックス研究会(2003年11月27日). MAG-03-169〜179. 13-17 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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