Development of core/shell nano-composite magnetic particles by low oxygen powder metallurgy

低氧粉末冶金核/壳纳米复合磁性粒子的研制

基本信息

批准号：
22KF0432
负责人：
平山悠介
金额：
$ 1.47万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、世界的に永久磁石の使用量が増え続けており、磁石のグローバル市場規模は2026年には368億米ドル(約4兆円、2016年比で2.75倍) に膨れると予測されている。この背景には電気自動車の拡大、航空機やドローン等の電動化の推進がある。これらに搭載されるモーターには更なる高性能/高効率化が求められている。モーターの高効率化には、高性能永久磁石の搭載が不可欠であるが、現状のプロセスでは永久磁石化合物が有するポテンシャルを最大限引き出しきれているとは言えない。永久磁石としてのポテンシャルを発揮させるための方法として粒子の微細化が挙げられるが、100nm程度の平均粒径を有する希土類磁石合金ナノ粒子の合成が可能なプロセスはこれまで報告されてこなかった。我々は新規プロセスとして熱プラズマプロセスに着目し、これまでFeやNd-Fe、Sm-Coのナノ粒子を作製し、その粒径や磁気特性について報告してきた。その結果、得られたSm-Coナノ粒子を用いて焼結磁石を作製したところ、等方性磁石として5Tを超える非常に大きな保磁力を得ることに成功した。これは結晶の微細化が十分に達成されたことに起因する。ただ、さらに高性能化（高残留磁化）のためには、結晶方向をそろえた異方性の焼結体を作製する必要がある。本研究では、熱プラズマプロセスの永久磁石合成応用のために必要なプロセスの深化を目的として、本研究は熱プラズマプロセスで得られるSmCoナノ粉末の異方化について、定量的に評価した。

近年来，全球使用的永久磁铁数量持续增加，全球磁铁市场规模预计将膨胀至368亿美元（约4万亿日元，是2016年的2.75倍）。背景是电动汽车的扩展以及飞机，无人机等电气化的促进。安装在这些飞机中的电动机需要进一步的高性能和效率。为了提高电动机的效率，必须安装高性能的永久磁铁，但是当前的过程不能完全利用永久磁铁化合物的潜力。一种将电势作为永久磁体的方法是精炼颗粒，但据报道，没有过程能够合成稀土磁铁合金纳米颗粒，平均粒径约为100 nm。我们专注于热等离子体过程作为新过程，并以前产生了Fe，ND-FE和SM-CO的纳米颗粒，并报告了它们的粒径和磁性。结果，使用获得的SM-CO纳米颗粒制造了烧结的磁铁，并且成功获得了非常大的胁迫力，该强制性超过5T作为各向同性磁体。这是由于晶体已经完全完善的事实。但是，为了进一步提高性能（高残余磁化），有必要用一致的晶体方向捏造各向异性烧结物体。在这项研究中，为了加深对热等离子体过程的永久磁铁合成所需的过程，本研究定量评估了通过热等离子体过程获得的SMCO纳米牛的各向异性。