マイクロアロイングとHDDR処理による超高磁気異方性磁石の開発研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555173
• 研究機関: 宮城工業高等専門学校
• 研究代表者: 松浦 真 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (40042262)
• 研究分担者: 今野 一弥 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 助教授 (80270198) ; 鈴木 勝彦 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (80187715) ; 生田 信之 宮城工業高等専門学校, 総合科学系理数科, 教授 (50042255)
• キーワード: Nd_2Fe_<14>B / HDDR処理 / XAFS / マイクロアロイング / 水素による組織制御 / Zr / Ga

研究概要

本研究はNd_2Fe_<14>B合金中に添加した微量元素がHDDR処理過程においてどのような役割を果たしているかを主にXAFS法により明らかにすることが目的である。
本課題についてのこれまでの2年間の研究により次のことが明らかとなった。
1)Nd_<12.5>Fe_<bal>Ga_<0.3>Nb_<0.2>B_<6.2>合金においてNbはas-cast状態でFeNbB化合物を形成し、HDDR処理過程でも変化せず、安定な化合物として存在する。2)Gaは均一化処理後、Nd_2Fe_<14>B結晶のFe(4c)サイトを選択占有するが、不均化状態ではα-Fe中に置換される。続く再結合過程では再びFe(4c)サイトを占有する。
3)Gaが再結合処理においてα-FeからNd_2Fe_<14>Bに移行する過程を詳細に調べた結果、Nd_2Fe_<14>Bの再結合はGaを含む領域から優先的に進むことが明らかとなった。このことから、Gaはα-Feの結晶粒界に集まり、Nd_2Fe_<14>Bの再結合を促進していることが明らかとなった。
本年度はこれらの成果を踏まえ、Nd_<12.5>Fe_<bal>Zr_<0.5>B_<6.>におけるHDDR処理過程におけるZrの役割を明らかにすることを目的とした。我々の以前の研究結果によりNd_<16>Fe_<bal>Zr_<0.5>B_6ではZrはFe(j_2)サイトを占有し、化学量論的組成のNd_2Fe_<14>B近傍ではNd(f)サイトを占有すると報告した。しかし、その後十分に均一化した試料を用いて測定した結果、Nd_<12.5>Fe_<bal>Zr_<0.5>B_<6.>中のZrはZrBを形成して、HDDR処理過程で安定に存在することが明らかとなった。さらに最近の研究において液体急冷法により作成したNd_<12.5>Fe_<bal>Zr_<0.5>B_6リボン試料についてはこれまでのアーク溶解法で作成した試料とは異なり、ZrはNd(4f)サイトを占有することが明らかとなった。このようにZrの占有位置は試料作成条件により全く異なることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] M.Matsuura, M.Sakurai, K.Konno, K.Asada: "Nano size clusters indicating precursor of intermetallic compounds in supersaturated Fe_<99>Y_1 and Fe_<99>Zr_1 melt-quenched alloys"J. Mater. Sci.. (In press). (2003)
• [文献書誌] M.Matsuura, M.Sakurai, K.Amiya, A.Inoue: "Local structures around Zn and Y in the melt-quenched Mg_<97>Zn_1Y_2 ribbon"J. Alloys and Compounds. (In press). (2003)
• [文献書誌] K.Konno, M.Matsuura, N.Ikuta, K.Asada: "Anomarous rapid change of site preference of Ga at the beginning of recombination in the HDDR for Nd_<12.5>Fe_<bal>Ga_<0.3>Nb_<0.2>B_<6.2> magnets"Proc. 17^<th> Rare Earth Magnets and Their Applications. 22. 169-175 (2002)
• [文献書誌] K.Konno, M.Matsuura, N.Ikuta, M.Sakurai, C.Mishima: "Site occupancy of Ga and Nb in Nd_<12.5>Fe_<bal>Ga_<0.3>Nb_<0.2>B_<6.2> during the hydrogenation, disproportionation, desorption, and recombination process"J. Appl. Phys.. 91. 7875-7877 (2002)
• [文献書誌] A.Ashfaq, M.Matsuura, M.Sakurai: "XAFS study of Zr site preference for Nd_<16>Fe_<75.5>Zr_<0.5>B_8 in disproportionated, partiall/fully recombined states of HDDR process"J. Mag. Mag. Mat.. 212. 368-372 (2000)