金属鉄／窒化鉄ナノ複合軟磁性粉体の創製

金属铁/氮化铁纳米复合软磁粉体的研制

• 批准号: 17K06027
• 负责人: 山本 真平
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K06027/
• 关键词: ナノ複合体; 軟磁性材料; 相分離; ナノ結晶; ナノ材料

前年度に引き続き、α”-Fe16N2粉体からα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を合成する基本的なプロセスを確立することを試みている。前年度の結果から、原料として用いていたα”-Fe16N2粉体が大気中で酸化してしまうことが判明しており、今年度はα”-Fe16N2粉体をできる限り大気にさらすことなく、熱処理をおこない、α-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を形成させる方法として、反応性ガス雰囲気下でのXRDその場測定をおこなう反応系の構築を試みた。反応は、高温環境下で粉末と様々なガスを反応させることができる電気炉にておこなった。電気炉にはX線を透過する窓がついており、RD装置と併せて使用することにより、生成した物質の構造をXRD測定により評価することができる。具体的には、(a) 水素ガス還元により酸化鉄粉体から金属鉄粉体を合成し、(b)得られた金属鉄粉体をNH3ガスで窒化することにより、α”-Fe16N2粉体を合成する。そして、(c)得られたα”-Fe16N2粉体をN2ガス雰囲気下で熱処理することにより、α-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を合成する事を目指す。本法では試料粉体を大気中に取り出すことなくα-Fe/γ'-Fe4Nナノ複合体を得ることができるので、高品質な試料が合成できることが期待できる。始めに(a) 水素ガス還元により酸化鉄粉体から金属鉄粉体を合成するプロセスについて検討した。還元温度やH2ガス流量等を制御することにより、あまり焼結していない状態の金属鉄粉体を得ることに成功した。

继去年的基础上，我们正在尝试建立由α”-Fe16N2粉末合成α-Fe/γ'-Fe4N纳米复合材料的基本工艺，目前已发现α”-Fe16N2。粉末在大气中会氧化，因此本财年我们将对α”-Fe16N2粉末进行热处理，尽可能不将其暴露在大气中。作为形成 N 纳米复合材料的方法，我们尝试构建一个反应系统，在反应气体气氛中进行原位 XRD 测量。电炉有一个透射 X 射线的窗口，并使用 X 射线。与 RD 设备结合，可以通过 XRD 测量来评估所生产的物质的结构 (a)。通过氢气还原由氧化铁粉末合成金属铁粉，并且通过用NH 3 气体氮化所获得的金属铁粉来合成(b)α''-Fe16N 2 粉末。然后，(c)我们的目标是通过在氮气气氛中热处理获得的α”-Fe16N2粉末来合成α-Fe/γ'-Fe4N纳米复合材料。在该方法中，样品粉末为α-Fe/γ。 '-Fe4N纳米复合材料无需排放到大气中即可获得，有望合成出高质量的样品。我们研究了用氢气还原氧化铁粉合成金属铁粉的过程，通过控制还原温度、氢气流量等，我们能够在较少烧结的状态下获得金属铁粉。