高Fe濃度ナノ結晶永久磁石材料の開発および硬質磁性発現機構の解明

高Fe浓度纳米晶永磁材料的研制及硬磁表达机制的阐明

• 批准号: 08750808
• 负责人: 竹内 章
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750808/
• 关键词: 高鉄濃度; 永久磁石; ナノ結晶; 残留非晶質; 部分結晶化; 磁気的交換結合; 高磁束密度; 二段熱処理

本研究では、高Fe濃度ナノ結晶硬質磁性材料の開発とその発現機構をより詳細に解明することを目的とし、研究開始当初、以下の6項目を設定した。すなわち、1) Fe-Nd-Bおよび多元合金で最大エネルギー積が100kJ/m^3を越える優れた硬質磁性を示す合金系および組成の探査、2)高Fe濃度高Fe-Nd-B合金が優れた硬質磁性を発現する機構の解明、3)熱処理プロセスを様々に変化させることによる最適条件の詳細な調査、4)試料をバルク化する条件の調査、確立、5)窒化処理の可否、および硬質磁性の向上の有無の調査、6)超微粒子作製により、本合金のナノ結晶の生成機構を明らかにする、である。その結果、1)最適合金は、Feを約90原子%含む高Fe濃度のFe-Nd-B系合金であり、残留磁束密度(β_r) 1.2〜1.3T、保磁力(_iH_c)250〜280kA/m、最大エネルギー積(BH)_<max>120〜145kJ/m^3の優れた永久磁石特性が得られることを見出した。2)この優れた硬質磁石をもたらしている高い残留磁束密度は強磁性アモルファス相を介したbcc-Fe粒子間の磁気的結合により、さらに比較的大きな_iH_cは強磁性のbcc-Feとアモルファス相を介したFe_<14>Nd_2B粒子間の磁気的交換結合により発現していると考察した。さらに、3)Fe_<90>Nd_7B_3合金において、二段熱処理が有効であることを見出した。具体的には、最適熱処理(923K, 180s)から723K, 180sへ2段熱処理をすることにより、B_r, _iH_c, (BH)_<max>はそれぞれ1.08 T, 250 kA/m, 100 kJ/m^3から1.16 T, 258 kA/m, 130 kJ/m^3へ向上した。これは、二段熱処理により残留非晶質相からbcc-Feが析出し、その体積分率が増加すると共に、非晶質相を介してFe_<14>Nd_2B相との磁気相関が強くなったためと考えられる。4)については、バルク化に必要なアモルファス形成能が不足、5)では合金系が不適切のため、また、6)に関しては、Nd組成の制御が不能のため、本研究の期間内での実験を遂行することができなかった。

这项研究旨在进一步阐明高FE浓缩的纳米晶硬质磁性材料及其表达机制的发展，以及研究开始时，设置了以下六个项目。也就是说，1）研究表现出极好的硬磁性的合金系统和成分，最大能量产物超过100 kJ/m^3在Fe-nd-B和多合金中，2）阐明高Fe-nd-b合金的机制，通过这些机制表现出极好的硬性调查，3）在各种情况下详细调查了各种情况，并在各种情况下进行详细调查，并在各种情况下进行了研究，并在各种情况下进行了研究。硝化处理是可能的，是否可以改善硬磁性，以及6）通过产生超细颗粒来阐明该合金的纳米晶体形成机理。结果，1）最佳合金是一种基于FE-ND-B的合金，含有大约90个原子％的Fe浓度，并且发现出色的永久性磁铁性能为1.2至1.3T，残留磁通量（β_R）为1.2至1.3T，COERCERTIVE（_IH_C）为250至280 ka/m和Miginal Mexte kj/m^33 to 145 to 145 to 145。 2）我们认为，导致这种出色的硬磁体的高残留磁通密度是由BCC-FE颗粒之间的磁耦合表达的，通过铁磁无形相位，相对较大的_IH_C表达了磁交换，这是通过磁交换来表达的。此外，发现3）两阶段的热处理在Fe_ <90> ND_7B_3合金中有效。具体而言，通过应用最佳热处理（923k，180s）的两阶段热处理至723k，180s，b_r，_ih_c，（bh）_ <max>至1.08 t，250 ka/m，100 kJ/m，100 kj/m^3至3至1.16 t至1.16 t，258 ka/m/m，和130 ka/m，和130 kJ JJ/m^3，分别是相应的。这被认为是因为BCC-FE通过两阶段的热处理从残留的无定形相中沉淀出来，增加了其含量的体积分数，并且与Fe_ <14> ND_2B相的磁相关性通过无形相变得更强。关于4），散装所需的无定形形成能力不足，5）合金系统是不合适的，在6）在本研究期间不可能进行ND组成，并且在本研究期间不可能进行实验。

项目成果

A. Takeuchi: "Improvement of Hard Magnetic Properties of Fe_<90>Nd_7B_3 Alloy by Two-Stage Crystallization Treatment" Mater. Sci. Eng.A(印刷中). (1997)

A. Takeuchi：“通过两阶段结晶处理提高 Fe_90Nd_7B_3 合金的硬磁性能”，Mater.A（出版中）。