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パノスコピック形態制御された希土類系複合物質の高次機能と材料システム化

研究課題

研究課題/領域番号 16080210
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

町田 憲一  大阪大学, 先端科学イノベーションセンター, 教授 (00157223)

研究分担者 半沢 弘昌  大学院, 基礎工学研究科, 助教 (60228674)
伊東 正浩  大阪大学, 先端科学イノベーションセンター, 助教 (90343243)
北森 輝明  並木精密宝石株式会社, 技術顧問
笹田 雅昭  株式会社イー・エム・テクノ, 代表取締役副社長
研究期間 (年度) 2004 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
47,800千円 (直接経費: 47,800千円)
2007年度: 11,000千円 (直接経費: 11,000千円)
2006年度: 11,700千円 (直接経費: 11,700千円)
2005年度: 15,100千円 (直接経費: 15,100千円)
2004年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
キーワード希土類系物質 / 階層的形態制御 / ナノ機能材料 / 希土類磁石 / 電波吸収材料 / 蛍光体 / 固体電解質 / 触媒
研究概要

本研究は、物理的または化学的手法に基づくパノスコピック形態制御技術により、希土類系合金、特定組成を有する金属間化合物、セラミックス、金属とセラミックスとの複合体(サーメット)または有機物とセラミックスとの複合体を作製し、これらの磁性、伝導性、光学物性および反応性を系統的に調べることで、小型または高温仕様モータ用高性能磁石、電波吸収体用磁性粉末、固体電解質、蛍光体、光学ガラスおよび各種触媒などとしての可能性を明らかにすることを目的とした。得られた研究成果は以下のとおりである。
1)Nd-Fe-B系焼結磁石に対し、DyやTb金属の微粒子粉末を合成すると共にこれらを当該磁石片表面に被覆後、加熱により粒界相に拡散させることで、高い磁化と保磁力を併せもつ永久磁石となることを見出した。これまでの 方法では、DyやTbのフッ化物をCaH_2で還元していたが、本方法ではこれらの金属を直接改質に供することが可 能となり、処理後に磁石表面の残渣を除去する必要がなく、より効率的な処理手法と考えられる。
2)アルカリ土類シアナミドを還元性原料として、Si_3N_4、AINまたはEu_2O_3から複合金属窒化物系蛍光体、すなわち、M_2Si_5N_8:Eu^<2+>およびMAISiN_3:Eu^<2+>(M=Ca,Sr)を効率良く合成することに成功した。また、特に金属イリド、窒化物または金属や合金以外からCaAISiN_3:Eu^<2+>を直接合成できた報告例はなく、量産性の点で注目される。
3)Sm^<3+>イオンを含み、かつ固体電解質、すなわち、LiGe_2(PO_4)_3、NaNbO_3などを主成分とするガラスを前駆体として、Ybファイバーレーザを光源に用いてパターンニングを行い、微細なイオン伝導路の形成に成功した。特に,LiGe_2(PO_4)_3相成分を含むLi_2O-GeO_2-P_2O_5系ガラスでは、室温で3.8×10-4 S/mの伝導度が観察され、濃淡型のLi^+イオンセンサとして利用できる可能性が示唆された。
4)塩素化剤である塩化アンモニウムの遷移金属と希土類金属への塩素化能の違いを利用し、希土類系材料スクラップから温和な条件で希土成分類を選択的に回収すると共に金属鉄をそのまま回収するプロセスを開発した。また、回収された鉄金属は磁性材料として活用できることが明らかになった。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (30件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Crystal Line Patterning and Enhanced Ion Conductivity of Li(Ge, Ti)_2(PO_4)_3 Glasses by Yb Fiber Laser Irradiation2008

    • 著者名/発表者名
      M.-L., Pang・R., Suzuki・M., Saito・K., Machida・H., Hanzawa・Y., Nojiri・S., Tanase
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc. 155(In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extraction of Rare Earth Elements from Nd-Fe-B Magnet Scraps by NH_4Cl2008

    • 著者名/発表者名
      M. Itoh・K., Miura・K., Machida
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 37

      ページ: 372-373

    • NAID

      10021079040

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surfactant-assisted Preparation and Magnetic Properties of Iron-based Nanowires2008

    • 著者名/発表者名
      K., Miura・M., Itoh・K., Machida
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. (In press)

    • NAID

      40016003428

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extraction and recovery characteristics of Fe element from Nd-Fe-B sintered magnet powder scrap by carbonylation2008

    • 著者名/発表者名
      K., Miura・M., Itoh・K., Machida
    • 雑誌名

      J. Alloys Compd. (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Nitridosilicate CaSr_<1-x>Eu_xSi_5N_8 (x=0-1) Phosphor by Calcium Cyanamide Reduction for White Light-Emitting Diode Applictions2008

    • 著者名/発表者名
      X.-Q., Piao・K., Machida・T., Horikawa・H., Hanzawa
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc. 155

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of NaNbO_3-based conductive crystal lines on glass surface by Yb fiber laserirradiation2008

    • 著者名/発表者名
      M.-L., Pang・R., Suzuki・M., Saito・K., Machida・H., Hanzawa・Y., Nojiri・S., Tanase
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 103

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and crystal line patterning of Li_<1.3>Al_<0.3>Ti_<1.7>(PO_4)_3 ion conductive glass by Niatom heat processing method2008

    • 著者名/発表者名
      M.-L., Pang・R., Suzuki・M., Saito・K., Machida・H., Hanzawa・Y., Nojiri・S., Tanase
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recycle of Rare Earth Sintered Magnet Powder Scraps as Electromagnetic Wave Absorbers in Giganhertz Range2008

    • 著者名/発表者名
      M., Itoh・K., Nishiyama・F., Shogano・T., Murota・K., Yamamoto・M., Sasada・K., Machida
    • 雑誌名

      J. Alloys Compd. 451

      ページ: 507-509

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Process of Resource Recovery from Rare Earth Magnet Scrap Using Carbonylation Reaction and Recycle as Electromagnetic Wave Absorber2007

    • 著者名/発表者名
      M., Itoh・K., Miura・K., Machida
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn. 115

      ページ: 628-632

    • NAID

      110006436414

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Sr_2Si_5N-8: Eu^<2+> Phosphor Using Strontium Carboxylate2007

    • 著者名/発表者名
      T., Horikawa・M., Fujitani・X.-Q., Piao・H., Hanzawa・K., Machida
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn. 103

      ページ: 623-627

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-propagating high temperature synthesis of yellow-emtitting Ba_2Si_5N_8: Eu^<2+> phosphors for white light-emitting diodes2007

    • 著者名/発表者名
      X.-Q., Piao・T., Horikawa・H., Hanzawa・K., Machida
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 91

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of CaAlSiN_3: Eu^<2+> Phosphors by the Self-Propagating High-Temperature Synthesis and Their Luminescent Properties2007

    • 著者名/発表者名
      X.-Q., Piao・H., Hanzawa・T., Horikawa・K., Machida・Y., Shimomura・N., Kijima
    • 雑誌名

      Chem. Mater. 19

      ページ: 4592-4599

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence Properties of α-SiAlON : Eu^<2+> Prepared by Carbothermal Reduction and Nitridation Method2007

    • 著者名/発表者名
      H.-C.Zhang, T.Horikawa, K.Machida
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc. 154・2

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of (Sr_<1-x>Ca_x)_2Si_5N_8 : Eu^<2+> Solid Solutions and Their Luminescence Properties2006

    • 著者名/発表者名
      X.-Q.Piao, T.Horikawa, H.Hanzawa, K.Machida
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc. 153・12

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Nd-Fe-B Film Magnets Prepared by RF Sputtering2006

    • 著者名/発表者名
      W.F.Liu, S.Suzuki, D.S.Li, K.Machida
    • 雑誌名

      J. Magn. Magn. Mater. 302・1

      ページ: 201-205

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Room Temperature Persistent Spectral Hole Burning of CaCl_2-Based Aluminoborate Glasses Codoped with Eu^<2+> and Eu^<3+> ions2006

    • 著者名/発表者名
      H.-L.Liang, H.Hanzawa, H.Horikawa, K.Machida
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys. 45・46

    • NAID

      10018460848

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Synergistic Effect of MgO and CeO_2 as a Support for Ruthenium Catalysts in Ammonia Synthesis2006

    • 著者名/発表者名
      M.Saito, M.Itoh, J.Iwamoto, C-Y.Li, K.Machida
    • 雑誌名

      Catal. Lett. 106・3-4

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties and Electromagnetic Wave Absorption of α-Fe/Z-type Ba-ferrite Nanocomposites2006

    • 著者名/発表者名
      J.R.Liu, M.Itoh, M.Saito, T.Horikawa, K.Machida
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett. 88・6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] GHz Range Absorption Properties of α-Fe/Y_2O_3, FeCo/Y_2O_3 and α-Fe/Fe_3B/Y_2O_3 Nanocomposites2006

    • 著者名/発表者名
      K.Machida, J.R.Liu, M.Itoh
    • 雑誌名

      IEEE Trans.Magn. 41(10)

      ページ: 3577-3579

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effective Recycling for Nd-Fe-B Sintered Magnet Scraps2006

    • 著者名/発表者名
      T.Horikawa, K.Miura, M.Itoh, K.Machida
    • 雑誌名

      J.Alloys Comp. 408-412

      ページ: 1386-1390

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photo-Reduction Behavior of Sol-Gel Derived Silica Materials Doped with Europium(III) Crown Ether Complex2006

    • 著者名/発表者名
      R.Suzuki, S.Takei, E.Tashiro, K.Machida
    • 雑誌名

      J.Alloys Comp. 408-412

      ページ: 800-804

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Microwave Absorption Properties of the Nano composite Powders Recovered from Nd-Fe-B bonded Magnet Scrap2006

    • 著者名/発表者名
      K.Miura, M.Masuda, T.Horikawa, M.Itoh, K.Machida
    • 雑誌名

      J.Alloys Comp. 408-412

      ページ: 1396-1399

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Photoluminescence Properties of Ca_2Si_5N_8:Eu^<2+> Nitride Phosphor Prepared by Carbothermal Reduction and Nitridation Method2006

    • 著者名/発表者名
      X.-Q.Piao, T.Horikawa, H.Hanzawa, K.Machida
    • 雑誌名

      Chem.Lett. (印刷中)

    • NAID

      10017273755

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Characterization and Luminescence Properties of Sr_2Si_5N_8:Eu^<2+> Phosphor for White Light Emitting Diode Illumination2006

    • 著者名/発表者名
      X.-Q.Piao, T.Horikawa, H.Hanzawa, K.Machida
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of the ND-Fe-B Sintered Magnet Powders Recovered by Yb Metal Vapor2004

    • 著者名/発表者名
      T.Horikawa, M.Itoh, S.Suzuki, K.Machida
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 271(2-3)

      ページ: 369-380

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 金属蒸気を収着した希土類焼結磁石粉末の磁気特性2004

    • 著者名/発表者名
      町田憲一, 堀川高志, 伊東正浩
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 51(3)

      ページ: 149-156

    • NAID

      10012716130

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 希土類磁石スクラップの磁性材料としてのリサイクル2004

    • 著者名/発表者名
      町田憲一, 伊東正浩, 舛田雅裕, 小嶋清司
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金 51(3)

      ページ: 160-164

    • NAID

      10012716155

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Electromagnetic Wave Absorption Properties of ε^Fe_3N/Y_2O_3 Nanocomposites Derived From Y_2Fe_<17> Intermetallic Compounds2004

    • 著者名/発表者名
      J.R.Liu, M.Itoh, K.Machida
    • 雑誌名

      J.Magn.Magn.Mater. 277(2)

      ページ: 251-256

    • NAID

      10013067374

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Microwave Behavior of α-Fe/Fe_3B/Y_2O_3 and ε-Fe_3N/Y_2O_3 Resin Composites in GHz Range2004

    • 著者名/発表者名
      K.Machida, J.R.Liu, M.Itoh
    • 雑誌名

      Mater.Sci.Forum 449-452

      ページ: 769-772

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Complex Permittivity, Permeability and Electromagnetic Wave Absorption of α-Fe/C (Amorphous) and Fe_2B/C (Amorphous) Nanocomposites2004

    • 著者名/発表者名
      J.R.liu, M.Itoh, T.Horikawa, M.Itakura, N.Kuwano, K.Machida
    • 雑誌名

      J.Phys.D: Appl.Phys. 37(1)

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [学会発表] コウロピウムイオン含有ハロホウ酸塩の合成と蛍光特性2007

    • 著者名/発表者名
      町田憲一
    • 学会等名
      第24回希士類討論会
    • 発表場所
      九州大学医学部 百年講堂
    • 年月日
      2007-05-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www21.casi.osaka-u.ac.jp/panoscopic/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 希土類磁石の製造方法2008

    • 発明者名
      町田憲一, 伊東正浩, 西本大夢, 李徳善
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2008-035403
    • 出願年月日
      2008-02-17
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] 磁性素子2006

    • 発明者名
      笹田, 伊東, 町田
    • 権利者名
      大阪大学 他
    • 産業財産権番号
      2006-134171
    • 出願年月日
      2006-05-12
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 金属系材料の製造方法及び電波吸収体の製造方法2005

    • 発明者名
      町田 憲一, 伊東 正浩, 三浦 晃嗣
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権番号
      2005-036905
    • 出願年月日
      2005-02-14
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2018-03-28  

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