ヘテロ接合ナノ粒子を用いた交換結合ナノコンポジット磁石の創成

使用异质结纳米颗粒创建交换耦合纳米复合磁体

基本信息

批准号：
20655027
负责人：
寺西利治
金额：
$ 2.11万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

軟磁性相および硬磁性相からなる交換結合ナノコンポジット磁石は、従来の単相磁石より大きなエネルギー積を有する永久磁石であり、電気自動車用モーターへの搭載など応用分野は極めて広い重要な先進材料である6交換結合ナノコンポジット磁石創成の重要な点は、高い飽和磁化を示す軟磁性相と高い保磁力を示す硬磁性相間に効果的な交換結合相互作用を発現するため、バルク内で両相の大きさ、空間配置をナノスケールで制御することである。本年度はまず、5nm Pdコアを有するPd/γ-Fe_2O_3ヘテロ接合ナノ粒子(Fe/Pd=8/2,mol/mol)と5nm Pdナノ粒子の混合物のfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石への構造変態熱処理条件について検討した。Fe/Pd体積比を8/2～5/5で調整した試料を、還元雰囲気(Ar+4%H_2)下、熱処理温度450～600℃にて熱処理したところ、いずれの試料もfct-FePd/α-Feナノコンポジット磁石へ構造変態し、500℃還元熱処理において10MGOeを超える高い最大エネルギー積が発現することを見出した。次に、貴金属フリーナノコンポジット磁石の創成に向け、粒径5～10nmの単分散Coナノ粒子の合成について検討した。安息香酸コバルトおよびオレイン酸をフェニルエーテルに溶解後、トリオクチルホスフィンを添加し200℃で反応することにより、Coナノ粒子が生成することを見出した。さらに、本手法を他のヘテロ接合ナノ粒子合成へ広く展開することができた。

由软磁相和硬磁相组成的交换耦合纳米复合磁体是比传统单相磁体具有更大磁能积的永磁体，是重要的先进材料，可应用于广泛的领域，包括安装在电动车电机某某6交流结论。制造复合纳米复合磁体的一个重要点是，表现出高饱和磁化强度的软磁相和表现出高矫顽力的硬磁相之间发生有效的交换耦合相互作用，目标是在纳米尺度上控制空间排列。今年，我们将首先关注fct-FePd/α-Fe纳米复合磁体，它是Pd/γ-Fe_2O_3异质结纳米粒子（Fe/Pd=8/2，mol/mol）的混合物，具有5nm Pd核和5nm研究了Pd纳米颗粒的结构转变热处理条件。将Fe/Pd体积比调整为8/2~5/5的样品在还原气氛(Ar+4%H_2)中、热处理温度为450~600℃下进行热处理时,所有样品均为fct-FePd/我们发现，α-Fe 纳米复合磁体在 500°C 下进行还原热处理时会发生结构转变，并表现出超过 10 MGOe 的高最大磁能积。接下来，我们研究了粒径为 5 至 10 nm 的单分散 Co 纳米颗粒的合成，以制造不含贵金属的纳米复合磁体。我们发现Co纳米粒子是通过将苯甲酸钴和油酸溶解在苯醚中，加入三辛基膦，并在200℃下反应生成的。此外，该方法可以广泛扩展到其他异质结纳米粒子的合成。