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電磁振動プロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の創製

研究課題

研究課題/領域番号 19K05071
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26040:構造材料および機能材料関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

田村 卓也  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (30446588)

研究分担者 李 明軍  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (50392808)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードネオジム磁石 / 電磁振動 / 異方性 / 結晶配向 / 鋳造磁石
研究開始時の研究の概要

本研究では、「NdCu+Nd2Fe14B」合金を対象として、液相であるNdCu非磁性相中における固相のNd2Fe14B磁石相分散状態及びc軸配向状態と電磁振動条件の関係を把握する事で、Nd2Fe14B相が均一微細分散化かつc軸配向するメカニズムを明らかにし、異方性鋳造ネオジム磁石を創製することを目的としている。この成果により、高性能な異方性鋳造ネオジム磁石を社会に提供するだけに留まらず、様々な機能性を有する複合材料において電磁振動プロセスを用いた配向技術による高性能化が実現できる様になると考えている。

研究成果の概要

本研究では、「NdCu+Nd2Fe14B」合金を対象として、液相であるNdCu非磁性相中における固相のNd2Fe14B磁石相分散状態及びc軸配向状態と電磁振動条件の関係を把握する事で、Nd2Fe14B相が均一微細分散化かつc軸配向するメカニズムを明らかにし、最終的に異方性鋳造ネオジム磁石を創製することを目的として実験を行った。その結果、重希土類金属不使用で、残留磁化:0.8T、保磁力:1.0T程度の特性を出す事ができ、市販の異方性ネオジムボンド磁石並みの磁石と同等の特性が実現可能であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において見出した鋳造のみによる異方性ネオジム磁石の作製は世界初であり、さらに均一微細分散化かつc軸配向するメカニズムを明らかすることで、様々な値を定量化する事ができ、特に固相のネオジム磁石相は非常に小さいエネルギーにて破砕する事が出来る事を見出した。このことは、今後様々なセミソリッドプロセスによる異方性磁石作製がが可能になる可能性を指し示すものである。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Quantitative Analysis of Breakdown Criteria of Nd2Fe14B Compounds During Electromagnetic Vibration and Their Frequency-Dependent Solidification Structures/Magnetic Properties2022

    • 著者名/発表者名
      Tamura Takuya、Li Mingjun
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions A

      巻: 53 号: 3 ページ: 1051-1068

    • DOI

      10.1007/s11661-021-06576-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On the optimization of solidification structures and magnetic properties of Nd70Cu30-50wt% Nd2Fe14B alloys by electromagnetic vibration2021

    • 著者名/発表者名
      Li Mingjun、Tamura Takuya
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 883 ページ: 160915-160915

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2021.160915

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電磁振動セミソリッドプロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の作製2020

    • 著者名/発表者名
      田村 卓也、李 明軍
    • 雑誌名

      鋳造工学 全国講演大会講演概要集

      巻: 176 号: 0 ページ: 214-217

    • DOI

      10.11279/jfeskouen.176_214

    • NAID

      130008019402

    • ISSN
      1880-5388, 2424-2012
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Segmentation and Alignment of Nd2Fe14B Platelets in Nd-Cu Eutectic Alloys Using the Electromagnetic Vibration Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Li Mingjun、Tamura Takuya
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions A

      巻: - 号: 6 ページ: 2939-2956

    • DOI

      10.1007/s11661-020-05725-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystalline orientation control of the platelet Nd2Fe14B phase to produce magnetic anisotropy via electromagnetic vibration processing2019

    • 著者名/発表者名
      Li Mingjun、Tamura Takuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42053-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 電磁振動プロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の創製2019

    • 著者名/発表者名
      田村卓也、李 明軍
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 58 ページ: 520-521

    • NAID

      130007699420

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of processing temperature and electrode material on structures and magnetic properties of Nd70Cu30-50 wt% Nd2Fe14B alloys solidified by electromagnetic vibration2021

    • 著者名/発表者名
      李 明軍、田村卓也
    • 学会等名
      日本金属学会2021年秋期(第169回)講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電磁振動プロセスにおける異方性鋳造ネオジム磁石の組織に及ぼす振動モードと周波数の影響2021

    • 著者名/発表者名
      田村卓也、李 明軍
    • 学会等名
      日本鋳造工学会第178回全国講演大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 鋳造だけで強力ネオジム磁石を作る ー低価格強力磁石を作るー2021

    • 著者名/発表者名
      田村 卓也
    • 学会等名
      テクノブリッジフェア in 中部
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 電磁振動セミソリッドプロセスを用いた異方性鋳造ネオジム磁石の作製2020

    • 著者名/発表者名
      田村 卓也、李 明軍
    • 学会等名
      日本鋳造工学会第176回全国講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] セミソリッドプロセスによる強力ネオジム磁石作製の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      田村卓也
    • 学会等名
      日本鋳造工学会東海支部 第91回鋳造先端プロセス研究部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Production of an anisotropic Nd2Fe14B magnet via electromagnetic vibration processing2019

    • 著者名/発表者名
      M. Li, T. Tamura
    • 学会等名
      The 10th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing (PRICM10)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nd-Fe-Cu-B合金を用いた電磁振動プロセスによる異方性鋳造ネオジム磁石の作製2019

    • 著者名/発表者名
      田村卓也、李 明軍
    • 学会等名
      日本金属学会2019年秋期(第165回)講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] 異方性希土類磁石およびその製造方法2023

    • 発明者名
      田村 卓也、李 明軍
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 異方性希土類磁石およびその製造方法2022

    • 発明者名
      田村 卓也, 李 明軍
    • 権利者名
      国立研究開発法人産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-185260
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-03-27  

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