HDDRプロセスによるSm-Fe-Ti系ナノコンポジット磁石の開発

采用HDDR工艺开发Sm-Fe-Ti纳米复合磁体

基本信息

批准号：
11875145
负责人：
杉本諭
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875145/
关键词：
HDDR ナノコンポジット不均化反応再結合反応 Sm_3(Fe,V)_<29>化合物

项目摘要

最近の機器の小型化に伴い、希土類磁石粉末と樹脂とを複合化した希土類ボンド磁石の需要が急速に伸びている。その磁石粉末作製法としてはメルトスパン法が主流であるが、得られる粉末が等方性のため、各種デバイス分野からの要求磁気特性を満たしていない。これに対しHDDR処理では水素処理より組織微細化が可能であり、高性能異方性ボンド磁石粉末作製方法として期待されている。しかし処理後の結晶粒径が大きく温度特性が悪いなど問題点もある。一方、他の高性能化の方法として、高い磁化を有するソフト磁性相とハード磁性化合物相をナノサイズで析出させ、両相間に相互作用を働かせるナノコンポジット磁石が考えられているが、急冷薄帯の熱処理条件など工業化に向けて問題点が多い。我々の研究によりSm(Fe,Ti)_<12>化合物は、HDDR処理によってハード相:Sm(Fe,Ti)_7化合物とソフト相:α-Feに再結合することが判明し、ガス反応のみでナノコンポジット磁石作製の可能性がある。またCo添加はHDDR処理温度低下に効果があるため、Coを添加系において結晶粒サイズをナノメータサイズに制御できると考えられる。そこで本研究では、Co添加Sm(Fe,Ti)_<12>化合物においてHDDR処理によるナノコンポジット化を試み、さらなる高性能希土類ボンド磁石粉末の開発を目的とする。本年度は平成11年度の研究を継続し、磁気特性のさらなる向上および組織と磁気特性の関係について考察した。得られた結果を要約すると以下のようになる。(1)水素吸収放出特性より不均化反応は800℃付近、再結合反応は1050℃付近に観察された。(2)Sm_2Fe_<17>化合物と比較して不均化反応が生じる温度が200℃以上高いことから、本系化合物は水素中熱処理で分解しにくい化合物と考えられる。(3)Co添加合金においては不均化温度はさほど変化しないが再結合温度が低下することがわかった。(4)800℃でHDDR処理した試料ではキュリー温度が220℃の相に再結合しており、この温度でHDDR処理すれば1-7相が出現することが判明した。

随着近年来设备的小型化，对稀土粘结磁体（稀土磁体粉末和树脂的复合材料）的需求迅速增加。生产磁粉的主流方法是熔纺法，但由于所得粉末具有各向同性，无法满足各种器件领域所需的磁性能。另一方面，HDDR处理比氢处理能够获得更微细的结构，有望成为高性能各向异性粘结磁体粉末的制造方法。但存在处理后晶粒尺寸大、温度特性差等问题。另一方面，作为提高性能的另一种方法，正在考虑纳米复合磁体，其中具有高磁化强度的软磁相和硬磁化合物相以纳米尺寸析出，并且两相之间发生相互作用。工业化存在很多问题，比如热处理条件。我们的研究表明，Sm(Fe,Ti)_<12>化合物通过HDDR处理重新结合成硬相：Sm(Fe,Ti)_7化合物和软相：α-Fe，并且仅通过气体反应就有制造纳米复合材料的可能性磁铁。此外，由于Co的添加对于降低HDDR处理温度是有效的，因此认为在添加Co的体系中可以将晶粒尺寸控制至纳米尺寸。因此，在本研究中，我们尝试使用添加Co的Sm(Fe,Ti)_<12>化合物进行HDDR加工来制造纳米复合材料，目的是开发更高性能的稀土粘结磁体粉末。今年，我们继续1999年的研究，考虑进一步改进磁特性以及结构与磁特性之间的关系。所得结果可总结如下。 (1)根据吸放氢特性，在800℃左右观察到歧化反应，在1050℃左右观察到复合反应。 (2)与Sm_2Fe_<17>化合物相比，发生歧化反应的温度高出200℃以上，因此该化合物被认为是在氢气中热处理难以分解的化合物。 (3)发现在添加Co的合金中，歧化温度变化不大，但复合温度降低。 (4)在800℃HDDR处理的样品中，居里温度为220℃的相发生复合，发现在此温度下HDDR处理会出现1-7相。