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2017 年度 実績報告書

ホウ化物ナノ粒子の犠牲酸化による強磁性L1o-FeNiナノ粒子の合成

研究課題

研究課題/領域番号 15H05409
研究機関東北大学

研究代表者

中谷 昌史  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80451681)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードL10-FeNi
研究実績の概要

ネオジム磁石の代替材料としては,高い一軸結晶磁気異方性(Ku)の材料が研究対象となっている.Ku(磁気モーメントが特定結晶方向を向きたがる傾向)は,(BH)maxの大きさやHcの高さがKuの高さに例することから,磁石の性能を表す非常に重要な値である.このような中,枯渇の心配が少なく産地に偏りの少ないFeならびにNiから成るL10-FeNiが注目されている.これは,高いKu値と高いTc を有し,耐食性においても優れているためである.しかしながら,規則化度100%のL10-FeNi相形成は非常に困難である.L10相を得るには,無秩序相を加熱等により原子拡散・再配列させる必要がある.しかし,FeNi相の構造変態はL10-FeNi < T = 320 °C < fcc-FeNi であり,320℃以下という温度域ではFeとNiの相互拡散が非常に遅い.
そこで本研究では,出発物質:Fe-Ni-Bナノ粒子を調製し,酸素下において犠牲酸化により,Fe-Niの還元とホウ素脱離によるFe-Ni相互拡散促進の両効果を用いて,高規則化度L10-FeNiナノ粒子の調製 を目的 とする.また,単分散性維持のまま粒径制御による1粒子あたりの性能向上(単磁区化)と全粒子性能均質化,ならびにそれら粒子の磁化容易軸方向配向制御下での配列により,高異方性永久磁石の創成を目的とした.
逆ミセル法によりFe-Ni-Bナノ粒子の調製を行った.得られたサンプルはホウ化物特有の黒色であったが,脱酸素下,保護配位子種変更を行ったものの,洗浄中や測定中に分解することが確認され,ホウ化物として長期保管出来ないことが確認された.原理確認の実験としては,Ni-Bの犠牲酸化によりfcc-Niが得られていることから,Fe-Ni-Bの安定化が課題として明らかとなった.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of Monodisperse ε‐Fe2O3 Nanoparticles by Crystal Structural Transformation2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Nakaya*, Ryo Nishida, Natsumi Hosoda, Atsushi Muramatsu
    • 雑誌名

      Crystal Research and Technology

      巻: 52 ページ: 1700110

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/crat.201700110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Nickel Carbide Nanoparticles and Their Electrode Catalytic Activity on Oxygen Reduction Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      Changgyu An, Masafumi Nakaya*, Kiyoshi Kanie, Atsushi Muramatsu
    • 雑誌名

      Nanoscience and Nanotechnology Letters

      巻: 9 ページ: 1592 - 1595

    • DOI

      https://doi.org/10.1166/nnl.2017.2502

    • 査読あり
  • [学会発表] ε-Fe2O3 ナノ粒子を硬磁性相に用いたナノコンポジット磁石の創製2017

    • 著者名/発表者名
      中谷昌史,西田怜,細田夏光,村松淳司
    • 学会等名
      ナノ学会第15会大会

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公開日: 2018-12-17  

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