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2015 年度 実績報告書

低温還元熱処理による高保磁力の3d遷移金属規則合金微粒子の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25709055
研究機関東北大学

研究代表者

藤枝 俊  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60551893)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード金属物性 / 磁性 / ナノ材料
研究実績の概要

ポリオールを用いた液相法で組成を制御してFeNi水酸化物微粒子を合成した後、それに水素ガス雰囲気下で還元熱処理を施すことにより任意の組成のFeNi合金粒子が得られる。上述のプロセスを利用した高保磁力の合金粒子の開発に向けて、本年度は、FeNi水酸化物微粒子におけるFeとNiの化学状態と局所構造をX線吸収分光により調べた。その結果、FeNi水酸化物微粒子は主に3価のFeと2価のNiで構成されたカチオン層とアニオン層が交互に積み重なった層状構造を有していることが明らかになった。このようなFeNi水酸化物微粒子は、原料として3価のFe塩を用いた場合には生成せず、2価のFe塩を用いた場合に生成することを突き止めた。また、合成手順などの調整により、層状構造を構成するカチオン層のFeが主に2価のFeNi水酸化物微粒子を得ることにも成功した。さらに、FeNi合金微粒子のFeのCo部分置換に向けたCoを含むFeNi層状複水酸化物の合成の研究過程において興味あることを見出した。それは、ポリビニルピロリドンおよび酢酸イオンを含むポリオール中でコバルト塩を特定の条件で液相還元すると、セメンタイト構造のCo3C微粒子が単相で生成することである。合成したCo3C微粒子は、室温において比較的大きな保磁力を示す。また、Coの一部をNiで部分置換することにも成功した。永久磁石用の素材として高いポテンシャルを有していることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

FeNi水酸化物微粒子の化学状態と結晶構造を明らかにするだけでなく、合成手順などの調整によりFeの化学状態を変化させることに成功した。さらに、FeNi合金微粒子のFeのCo部分置換の研究過程において、大きな保磁力のCo3C微粒子の単相の合成に成功した。今後の展開が期待できる成果が得られた。

今後の研究の推進方策

X線の異常散乱項が各元素の吸収端近傍で急激に大きくなることを利用したX線異常散乱法により、異なる条件で作製したFeNi基合金微粒子における超格子反射の測定を試みる。それらの結果に基づいて、ボンド磁石への応用に適したFeNi基合金粒子の作製条件を検討する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Spin glass transition in Ni carbide single crystal nanoparticles with Ni3C-type structure2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, T. Kuboniwa, K. Shinoda, S. Suzuki and J. Echigoya
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 ページ: 056116

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4943608

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transformation of green rust to ferric oxyhydroxide due to oxidation reaction in aqueous solution containing Zn, Sn and sand solid substances2015

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, K. Shinoda, S. Yamaguchi, M. Kurosaki, S. Suzuki
    • 雑誌名

      Current Inorganic Chemistry

      巻: 5 ページ: 208-213

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2174/1877944105666150421000915

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In situ measurements of X-ray absorption spectra during transformation of green rust in aqueous solution containing phosphate ions2015

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, K. Shinoda, and S. Suzuki
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia Steel Internatinal Conference

      巻: - ページ: 568-569

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fe-Ni層状複水酸化物の還元熱処理によるFe-Ni合金微粒子の合成2016

    • 著者名/発表者名
      加藤玄一郎、藤枝俊、篠田弘造、鈴木 茂
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
  • [学会発表] Needle-shaped porous particles composed of spinel-type iron oxide2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, T. Akiyama, K. Shinoda, S. Suzuki
    • 学会等名
      Joint MMM/Intermag Conference
    • 発表場所
      San diego, USA
    • 年月日
      2016-01-12 – 2016-01-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Spin glass transition in single crystal Ni carbide nanoparticles with Ni3C-type structure2016

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, T. Kuboniwa, K. Shinoda, S. Suzuki
    • 学会等名
      Joint MMM/Intermag Conference
    • 発表場所
      San diego USA
    • 年月日
      2016-01-12 – 2016-01-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of Ni carbide nanoparticles with Ni3C-type structure and their spin glass behavior2015

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, K. Shinoda, S. Suzuki, and B. Jeyadevan
    • 学会等名
      Eighth French Research Organizations-Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials (FRONTIER 2015)
    • 発表場所
      Tohoku University (Miyagi Sendai)
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-12-02
    • 国際学会
  • [学会発表] In situ measurements of X-ray absorption spectra during transformation of green rust in aqueous solution containing phosphate ions2015

    • 著者名/発表者名
      S. Fujieda, K. Shinoda, S. Suzuki
    • 学会等名
      Asia Steel
    • 発表場所
      PACIFICO Yokohama (Kanagawa Yokohama)
    • 年月日
      2015-10-05 – 2015-10-08
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリオール法を用いた準安定遷移金属炭化物微粒子の合成および磁気特性2015

    • 著者名/発表者名
      蓬田 綾香, 藤枝俊, 篠田弘造, 鈴木茂
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 亜鉛を含む水溶液中の準安定水酸化鉄の酸化反応のその場X線吸収分光2015

    • 著者名/発表者名
      藤枝 俊, 篠田弘造, 鈴木 茂
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      九州大学 (福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-16
  • [備考] 多元物質科学研究所 業績データベース

    • URL

      http://db.tagen.tohoku.ac.jp/php/db/

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公開日: 2017-01-06  

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