希土類材料の形態制御と機能の発現機構に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06403021
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 足立 吟也 大阪大学, 工学部, 教授 (60029080)
• 研究分担者: 坂口 裕樹 鳥取大学, 工学部, 講師 (00202086) ; 今中 信人 大阪大学, 工学部, 助教授 (30192503) ; 町田 憲一 大阪大学, 工学部, 助教授 (00157223)
• キーワード: 気相錯体 / 希土類相互分離 / 永久磁石材料 / 侵入型金属窒化物 / 化学センサー / 環境モニタリング / 水素吸蔵合金 / 機能薄膜

研究概要

本研究では、希土類材料の形態(組成、原子価、構造)を制御することにより、出現する物性すなわち機能がどの様に変化するかを系統的に検討し、その機能の発現機構を明かにすると共に、より高度な材料を創製する上での設計指針を得ることを目的としている。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。
1.高性能ボンド磁石の創製 Sm_2Fe_<17>N_xの最も可能性のある磁石としての応用はボンド磁石であり、この場合優れた磁気特性と耐久性とを備えた磁性粉末を得ることが最も重要である。本研究では、Sm_2Fe_<17>N_x粉末に界面活性剤を用いた効率的湿式粉砕法を適用することで高い性能を有する磁性粉末(BH_<max>=〜41MGOe)とすることに成功した。さらに、Zn(C_2H_5)_2の紫外光分解で生成する金属亜鉛でSm_2Fe_<17>N_x微粒子表面を被覆安定化することで、高性能Zn/Sm_2Fe_<17>N_xボンド磁石(BH_<max>=〜22.1MGOe)が得られることを見い出した。
2.希土類錯体付活無機-有機複合蛍光体の作製とその応用 シリカと有機のオリゴマーユニットからなるORMOSIL複合マトリックス内に錯体を導入したところ、さらに錯体を均一かつ高濃度で同マトリックス内に導入できることが明らかとなった。その結果、[Eu(phen)_2]Cl_3および[Tb(bpy)_2]Cl_3錯体を10mol%ドープし150℃で加熱処理したORMOSIL複合体は強い緑色および赤色発光を示し、その相対発光強度は市販の蛍光体に対してそれぞれ、80および100%にも達した。一方、単結晶およびアモルファスシリコン太陽電池上に上記希土類錯体ORMOSIL複合体を被覆し、その光電流を被覆前のそれと併せて測定したところ、被覆後のa-Siおよびc-Si太陽電池の出力に顕著な増加が見られ、希土類錯体ORMOSIL複合体の被覆が太陽電池の出力増大に有効であることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Tetsuya Izumi: "vapor phase extraction and separation of rare earths from bastnaesite concentrate mediated by vapor complexes" Journal of Alloys and Compounds. 245. 10-14 (1996)
• [文献書誌] Hirokazu Izumi: "High-performance characteristics of Bonded Magnets Produced using Sm_2 Fe_<17> Nx Powder Stabilized by Photoinduced Zinc Model coating" Japanese Journal of Applied Physics. 35. L894-L896 (1996)
• [文献書誌] Tetsuro Jin: "High conversion Efficiency Photovolatic Cell Enhanced by Lanthanide Complex phosphor Film coating" Chemistry Letters. 171-172 (1997)
• [文献書誌] Toshiyuki Masui: "Preparation and characterization of cerium oxide Ultrafine particles Dispersed in polymer thin Films" Journal of Alloys and Compounds. (印刷中).
• [文献書誌] Gin-ya Adachi: "Fast Li^+ Conducting Ceramic Electrolytes." Advanced Materials. 8. 127-135 (1996)
• [文献書誌] Hiroki Sakaguchi: "The Confinement of Hydrogen in LaNi5 Hydride Using Surface Poisoning." Chemistry Letters. 905-906 (1996)
• [文献書誌] Ken-ichi Machida: "Magnetic Properties of Rare Earth-Iron Compounds Containing carbon and lor Nitrogen" ″The chemistry of Transition Metal Carbides and Nitrides″ed.by S.T.Oyama Blackie Acamemic & Protessional., 23 (1996)
• [文献書誌] Ken-ichi Machida: "High-performance characteristics of the Bonded Magnets Produced from the Sm_2Fe_<17>N_X Power stabilized by Photo-induced zinc Metal coatings" ″Rare-Earth Magnets and their Applications,″ed.by F.P,Missell,V.Villas-Boas,H.R.Rechenberg,and E.J.G.Landgraf,World scientific., 9 (1996)