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高速成膜PLD法により作製した厚膜磁石の異方化と高性能・超小型モータへの展開

研究課題

研究課題/領域番号 19360147
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 電子・電気材料工学
研究機関長崎大学

研究代表者

中野 正基  長崎大学, 工学部, 准教授 (20274623)

研究分担者 福永 博俊  長崎大学, 工学部, 教授 (10136533)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2008年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2007年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
キーワード電気 / 電子材料 / 磁性 / PLD法 / 厚膜磁石 / 高速成膜 / エネルギー積 / マイクロモータ / ドロップレット / YAGレーザ / 異方性磁石膜 / 保磁力 / 添加物 / 小型モータ / 高成膜速度 / 基板加熱 / 異方性 / ミリサイズモータ
研究概要

本研究では、添加物を利用した異方性ならびに等方性Nd-Fe-B系磁石膜の磁気特性の改善について検討した。加えて、小型デバイスへの応用についても検討した。以下に得られた結果の概要を示す。
(1)異方性厚膜磁石
Ga添加したターゲットをもとに垂直異方性Nd-Fe-B系磁石膜をPLD法により作製し、その磁気特性ならびに結晶構造について検討した。その結果、Nd_<2.6>Fe_<14>B+Ga_<0.5at.%>ターゲットを用いた際、最も優れた磁気特性が得られた。(Mr:0.95T、Hc:876kA/m、(BH)_<max>:146kJ/m^3)Ga添加した全ての試料において、垂直異方化に起因するNd_2Fe_<14>B相の(004)、(006)、(008)面のピークが観察された。更に、(008)面と(410)面の反射強度比はNd含有量の増加に伴い大きくなり、垂直方向への配向性の向上が確認された。
(2)等方性厚膜磁石
PLD法により作製した等方性Nd-Fe-B系厚膜磁石の磁気特性の改善を目的とし,ターゲットへの他元素の添加ならびにパルス熱処理法と添加物を融合させる手法を用いた際の磁気特性ならびに結晶構造への影響を検討した。その結果、Nd_<2.6>Fe_<14>B組成のターゲットを用い作製した試料において,Zr,Nb,Gaを添加することにより,無添加の試料の保磁力に比べ,100~300kA/m程度増加した。加えて、PA法により作製した試料(Nd_<2.6>Fe_<14>B組成)の保磁力は,CA法により作製したものに比べ,200kA/m程度増加した。特にGaを添加した試料では,最大1700kA/m程度の著しく高い値が得られた。
(3)各磁石膜を利用したデバイス
上記試料を摩擦駆動型モータやミリサイズモータへの応用を検討した。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (13件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Yamashita, Anisotropic Nd-Fe-B thick film magnets prepared on various substrates2010

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, S. Sato, T. Yanai, H. Fukunaga, F. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of ring-shaped composite bonded magnets with continuously controlled anisotropy distribution for internal space2010

    • 著者名/発表者名
      F. Yamashita, O. Yamada, S. Ohya, O. Kobayashi, M. Nakano, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

    • NAID

      120006984785

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] PLD-fabricated anisotropic Nd-Fe-B thick films with Ga additive2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, S. Tsutsumi, T. Yanai, H. Fukunaga, F. Yamashita
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics vol.105,No.7

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change in the direction of anisotropy in PLD-fabricated Sm-Co thick film magnets2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, K. Yamaguchi, T. Yanai, F. Yamashita, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics vol.105,No.7

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PLD-fabricated anisotropic Nd-Fe-B thick films with Ga additive2009

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, S.Tsutsumi, T.Yanai, F.Yamashita, H.Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 105-7

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Change in the direction of anisotropy in PLD-fabricated Sm-Co thick film magnets2009

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, K.Yamaguchi, T.Yanai, F.Yamashita, H.Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 105-7

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic properties in Fe-Pt thick film magnets2009

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, S.Shibata, T.Yanai, H.Fukunaga
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 105-7

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PLD-fabricated anisotropic Nd-Fe-B thick films with Ga additive2009

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, S. Tsutsumi, T. Yanai, H. Fukunaga, F. Yamashita
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. VOl. 105, No. 7

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Multi-Layered Nanocomposite Film-Magnets2008

    • 著者名/発表者名
      H. Fukunaga, H. Nakayama, M. Nakano, F. Yamashita, Y. Okada, K. Kawamura, H. Murakami, M. Ogushi, T. Yanai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th Joint Symposium of Nagasaki University and Cheju National University on Science and Technology

      ページ: 11-14

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Preparation of ring-shaped rare earth bonded magnets with continuously controlled anisotropy directions2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Proceedings 20th Workshop on Rare Earth Permanent Magnets and Applications, Creta Greece

      ページ: 91-94

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] mprovement in magnetic properties of anisotropic Nd-Fe-B film magnets2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, S. Tsutsumi, H. Takeda, T. Yanai, H. Fukuaga, F. Yamashita
    • 雑誌名

      Proceedings 20th Workshop on Rare Earth Permanent Magnets and Applications, Creta Greece

      ページ: 231-232

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Improvement in magnetic properties of PLD-made Nd-Fe-B thick film magnets2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Takeda, F. Yamashita, T. Yanai, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Magn. vol.44,No.11

      ページ: 4199-4201

    • NAID

      120006984190

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic Properties of Multi-Layered Nanocomposite Film-Magnets2008

    • 著者名/発表者名
      H. Fukunaga, H. Nakayama, M. Nakano, T. Yanai
    • 雑誌名

      Proceedings of the 10th Joint Symposium of Nagasaki University and Cheju National University on Science and Technology

      ページ: 11-14

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of ring-shaped rare earth bonded magnets with continuously controlled anisotropy directions2008

    • 著者名/発表者名
      F. Yamashita, Y. Okada, K. Kawamura, H. Murakami, M. Ogushi, M. Nakano, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Proceedings 20^<th> Workshop on Rare Earth Permanent Magnets and Applications, Creta Greece

      ページ: 91-94

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement in magnetic properties of anisotropic Nd-Fe-B film magnets2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, S. Tsutsumi, H. Takeda, T. Yanai, H. Fukuaga, F. Yamashita
    • 雑誌名

      Proceedings 20^<th> Workshop on Rare Earth Permanent Magnets and Applications, Creta Greece

      ページ: 231-232

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement in magnetic properties of PLD-made Nd-Fe-B thick film magnets2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano, H. Takeda, F. Yamashita, T. Yanai, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Magn. Vol. 44, No. 11

      ページ: 4199-4201

    • NAID

      120006984190

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure of Anisotropic Nd-Fe-B Film Magnets Prepared by Pulsed Laser Deposition2007

    • 著者名/発表者名
      M Ishimaru, M. Itakura, N. Kuwano, S. Sato, M. Nakano, H. Fukunaga
    • 雑誌名

      Materials Science Forum vol.561-565

      ページ: 1131-1134

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructure of Anisotropic Nd-Fe-B Film Magnets Preared by Pulsed aser Deposition2007

    • 著者名/発表者名
      M Ishimaru, M.Itakura, N.Kuwano, S.Sato, M.Nakano, and H.Fukunaga
    • 雑誌名

      Materials Science Forum 561-565

      ページ: 1131-1134

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PLD法を用い作製したNd-Fe-B系等方性磁石膜の磁気特性と微細構造2010

    • 著者名/発表者名
      中野正基
    • 学会等名
      平成22年電気学会全国大会
    • 発表場所
      明治大学(東京)
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ga添加Nd-Fe-B系異方性厚膜磁石2009

    • 著者名/発表者名
      堤卓
    • 学会等名
      日本磁気学会第33回学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎)
    • 年月日
      2009-09-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Cu添加を施した等方性Nd-Fe-B系厚膜磁石の磁気特性2009

    • 著者名/発表者名
      寺田皓祐
    • 学会等名
      日本磁気学会第33回学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎)
    • 年月日
      2009-09-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 添加物を施したNd-Fe-B系磁性膜の磁気特性2009

    • 著者名/発表者名
      寺田皓祐
    • 学会等名
      電気学会マグネティクス研究会
    • 発表場所
      宇都宮大学(栃木)
    • 年月日
      2009-08-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic Nd-Fe-B thick film magnets prepared on various substrates2009

    • 著者名/発表者名
      中野正基
    • 学会等名
      ICM(International Conference on Magnetics)
    • 発表場所
      カールスルーエ(ドイツ)
    • 年月日
      2009-07-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Dyコーティングを施したNd-Fe-B系厚膜磁石2009

    • 著者名/発表者名
      伊東啓太
    • 学会等名
      平成21年電気学会全国大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2009-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic Nd-Fe-B-(Ga) Thick Film Magnets2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano
    • 学会等名
      The IUMRS International Conference in Asia 2008
    • 発表場所
      名古屋(愛知)
    • 年月日
      2008-12-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Improvement in magnetic properties of anisotropic Nd-Fe-B film magnets2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano
    • 学会等名
      20th Workshop on Rare Earth Permanent Magnets
    • 発表場所
      クノソス(ギリシヤ)
    • 年月日
      2008-09-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic Nd-Fe-B thick film magnets with Ga additive2008

    • 著者名/発表者名
      M. Nakano
    • 学会等名
      Moscow International Symposium on Magnetism
    • 発表場所
      モスクワ(ロシア)
    • 年月日
      2008-06-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nd-Fe-B 系厚膜磁石の保磁力に及ぼす添加物の影響2008

    • 著者名/発表者名
      武田 浩之, 柳井 武志, 中野 正基, 福永 博俊, 山下 文敏
    • 学会等名
      日本金属学会2008年春季大会
    • 発表場所
      武蔵工業大学(東京都)
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 異方性厚膜磁石の磁気特性向上に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      武田 浩之, 柳井 武志, 中野 正基, 福永 博俊, 山下 文敏
    • 学会等名
      平成20年 電気学会全国大会
    • 発表場所
      福岡工業大学(福岡県)
    • 年月日
      2008-03-19
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Nd-Fe-B磁石膜の磁気特性改善に関する検討2007

    • 著者名/発表者名
      武田 浩之, 柳井 武志, 中野 正基, 福永 博俊, 山下 文敏
    • 学会等名
      平成19年度粉体粉末冶金協会秋季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学 (京都)
    • 年月日
      2007-11-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] PLD-fabricated Nd-Fe-B thick films with additives2007

    • 著者名/発表者名
      H.Takeda, T.Yanai, M.Nakano, F.Yamashita, H.Fukunaga
    • 学会等名
      52nd Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials
    • 発表場所
      Tampa,Florida,USA
    • 年月日
      2007-11-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/~magnet/index.html

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/~magnet/index.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eee.nagasaki-u.ac.jp/~magnet/paper/frame_paper.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [産業財産権] Nd-Fe-B系磁石,及びその製造方法2009

    • 発明者名
      中野正基, 福永博俊
    • 権利者名
      長崎大学
    • 産業財産権番号
      2009-152023
    • 出願年月日
      2009-06-26
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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