希土類ナノ磁石の創製

稀土纳米磁体的制备

基本信息

批准号：
18651062
负责人：
戸嶋直樹
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo University of Science, Yamaguchi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

金属ナノ粒子はこれまで,主に触媒機能の研究が数多く報告されてきたが,最近,次々世代の磁気記録材料としてFePt金属ナノ粒子が大きな注目を集めている。しかし,バルクで最も磁性の強い永久磁石は,希土類磁石である。そこで本研究では,我々のこれまでの金属ナノ粒子合成の経験を生かして,希土類ナノ磁石を合成することを目標とした。具体的には,室温強磁性永久磁石の中で最も強力で,一般に広く用いられているサマリウム-コバルト系磁石のナノ粒子化を達成し,室温強磁石を示す希土類ナノ磁石を創製することを目指した。1)既に平成18年度の研究で,Sm(acac)_3とCo(acac)_3を用い,テトラエチレングリコール中で280℃まで加熱還元することにより,室温で最大1500 Oeの保磁力を持つSmCo_5合金ナノ粒子を得た。しかし,このためには大過剰量のSmが必要であり,過剰分はSmCo_5の合成には使用されず分解して廃棄されることになる。そこで,できるだけSm/Coの仕込み比を1/5としてSmCo_5磁性ナノ粒子を合成する方法として,10%以下のHAuCl_4を添加する系を考案したところ,Auナノ粒子が触媒として作用し,これが核となってSmCo_5を生成することを見出した。2)さらに,金に替え,より安価な銅の添加を検討した。この場合,還元剤としてテトラエチレングリコールだけでは還元が不十分だったので,NaBH_4を併用することで,室温強磁性のSmCo_5磁性ナノ粒子の合成に成功した。

到目前为止，关于金属纳米颗粒的研究已经报道了很多，主要是关于它们的催化功能，但最近，FePt金属纳米颗粒作为下一代磁记录材料引起了广泛的关注。然而，体磁性最强的永磁体是稀土磁体。因此，在本研究中，我们的目标是利用我们过去合成金属纳米颗粒的经验来合成稀土纳米磁体。具体来说，我们的目标是制造钐钴磁体纳米颗粒，这是最强大且使用最广泛的室温铁磁永磁体，并制造具有室温铁磁性的稀土纳米磁体。 1）2006年的研究中，通过在四乙二醇中加热还原Sm(acac)_3和Co(acac)_3至280℃，得到了室温矫顽力高达1500 Oe的SmCo_5合金。。然而，这需要大量过量的Sm，并且过量的Sm并没有用于合成SmCo_5而是被分解并丢弃。因此，作为一种通过尽可能将Sm/Co装料比设置为1/5来合成SmCo_5磁性纳米粒子的方法，我们设计了一种添加少于10%的HAuCl_4的系统，并且Au纳米粒子充当催化剂，发现可以生产SmCo_5。 2) 此外，我们研究了添加更便宜的铜而不是金。在这种情况下，由于单独使用四乙二醇作为还原剂还原不充分，通过组合使用NaBH_4，我们成功合成了室温铁磁SmCo_5磁性纳米颗粒。